Post on 07-Dec-2015
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INTRODUCCIÓN
Si bien sabemos una bomba de ariete es un dispositivo que se puede construir
fácilmente debido a que sus componentes son fácilmente de conseguir, no se
necesita de energía eléctrica, de forma que se pueden utilizar en sitios remotos e
inaccesibles, que de otra forma no podrían bombear agua a cierta altura.
Como parte complementaria del curso de Hidráulica de Maquinaria y del Flujo no
Permanente se elaboró un prototipo de una bomba de ariete el cual se encuentra
descrito en el desarrollo de este reporte. El objetivo de la construcción de este
prototipo es tener una mejor visualización y conocimiento de las partes de esta
bomba asi como su funcionamiento.
MARCO TEÓRICO
DEFINICIÓN
La bomba de ariete o ariete hidráulico es una
bomba de agua totalmente automática y de fácil
construcción que no requiere motor o mecanismo
manual. La bomba de ariete aprovecha la energía
de un caudal de agua descendente para impulsar
parte de esa agua a mayor altura. Cuando se
dispone de un caudal permanente, la bomba puede funcionar continuamente sin
intervención externa. Como principal inconveniente podemos alegar que sufren
una cierta pérdida de agua mientras funcionan en el golpe de ariete.
Pero su punto fuerte, además de su facilidad, es que funcionan sin electricidad, de
forma que se pueden utilizar en sitios remotos e inaccesibles, que de otra forma
no podrían bombear agua a cierta altura.
HISTORIA
Al parecer John
Whitehurst de Cheshire
en 1772 fabricó lo que
llamó una "máquina de
pulsación" pero no se
tienen detalles sobre el
invento. La primera
bomba de ariete similar a
las de hoy de la que
tenemos noticia fue inventada en 1796 por Joseph Michel Montgolfier quien la
instaló en su fábrica de papel. Durante el siglo XIX la bomba de ariete se
popularizó mucho pero con la llegada de la electricidad y los motores de bajo
coste, ha caído en desuso.
FUNCIONAMIENTO
El principio de funcionamiento es como sigue. El líquido, normalmente agua,
procedente de un depósito suministrador A se acelera por un tubo de carga
inclinado B con lo que su energía potencial se convierte en energía cinética.
Cuando la velocidad llega a un valor determinado, la válvula de descarga C
súbitamente cierra cortando el flujo lo cual genera una sobrepresión en el extremo
inferior del tubo de carga, un golpe de ariete, que fuerza el agua a abrir la válvula
anti-retorno D y a subir por el tubo de descarga F hacia el nivel superior del
depósito G. La válvula de descarga C se vuelve a abrir debido a la bajada de
presión del flujo de agua y el ciclo comienza de nuevo, cerrándose cada vez que el
flujo adquiere cierto valor.
En ese coloca una
campana o calderín lleno
de un gas a presión,
normalmente aire, que
amortigua los golpes de
ariete y mantiene un flujo
más constante de fluido
por el tubo F. Este gas se
acaba disolviendo en el
agua por lo que es
necesario reponerlo o envolverlo en un globo de goma para evitar que se disuelva.
Algunas bombas van provistas de un sistema que inyecta una burbuja de aire con
cada ciclo. Este sistema consiste en que se diseña el mecanismo para que al
cerrar la válvula D permite que se invierta momentáneamente el flujo del agua por
lo que al cerrar súbitamente la válvula se produce una depresión que fuerza la
entrada de un poco de aire por la válvula K.
Si la bomba de ariete tuviera un rendimiento energético perfecto entonces la masa
de agua perdida por la válvula C, a la que llamaremos Q, multiplicada por la altura
de suministro h sería igual a la altura H multiplicada por la masa de agua
elevada, q. Es decir: q = Q*h/H. En la realidad el rendimiento siempre es inferior y
depende en gran medida de la relación h/H. En el mejor de los casos el
rendimiento puede llegar al 85% pero decrece según crece la altura H y puede
caer hasta el 20% o menos en instalaciones que bombean a gran altura
Un ariete hidráulico solo puede elevar parte del agua que recibe, pero aun así es
un dispositivo muy útil considerando que se puede utilizar para aprovechar arroyos
o ríos con suficiente pendiente. Es esas situaciones el agua “desechada”
regresará a la fuente sin generar desperdicio del preciado líquido.
POTENCIAL DE USO
Por el bajo costo de
construcción, costo de
operación cero y cero
contaminación (no se
utiliza ningún tipo de
energía ni combustible
fuera de la fuerza del
fluido) se considera
que este equipo puede
ser utilizado en casi
toda actividad donde el
caudal inicial de fluido no sea un problema o pueda ser reciclado. La presente
tecnología es una alternativa de solución con muchísimas ventajas con respecto al
uso de sistemas y equipos de bombeo más conocidos (motobombas, electro
bombas), por tanto nos corresponde a nosotros plantear esta alternativa muy
antigua por cierto en usos y necesidades actuales como riego, agua potable y
otros.
MATERIALES
ESQUEMA DE ARMADO DE LA BOMBA
PROCEDIMIENTO
1.- armamos la caja de válvulas, y ensamblamos el nicle y la cubrimos con cinta
teflón para evitar pérdidas de fluido.
2.- ensamblamos el codo de 1” en lo que anteriormente ensamblamos, y ahora
ensamblamos el nicle para la conexión de la válvula de 1” e instalamos la válvula
de alimentación de 1”.
3.- con lo anterior tenemos la caja de válvulas armada, ahora instalamos en ella un
codo de 1” que nos servirá para armar la válvula de descarga y el acumulador.
4.- ya que tenemos bien armado todo lo anterior, instalamos el nicle y el reductor
tipo campana y por consiguiente instalamos el acumulador que nos servirá como
un vacio para tener presión en la bomba, y lo recubrimos ya sea con silicón o con
cinta teflón.
CONCLUSIÓN
En este proyecto que se nos encomendó realizar, pudimos obtener demasiados
conocimientos de manera práctica, cosa que para nosotros es de suma
importancia en cuanto a la visión del futuro como ingeniero.
Sin duda la Hidráulica es fundamental para el desarrollo de la humanidad por el
uso que se le da en la actualidad, tanto en la manera en que usamos el agua, ya
sea para beber o asearnos, así como también en este caso, para generar energía.
Nuestra bomba, con algunos detalles, logró su cometido, bombear el agua hacía
una altura mayor, basándonos en la presión que el agua hace con el ariete que
conforma nuestra bomba, así como también pudimos observar que a pesar de que
la altura de donde viene el agua pueda ser mayor, no siempre da como resultado
que el agua suba de manera más rápida, incluso en nuestro caso fue factor para
que no trabajara bien.
En conclusión, la bomba nos hizo entender y utilizar muchos conceptos que
hemos aprendido a lo largo del curso, así como también en donde emplear ciertas
fórmulas que se nos enseñaron y algunas otras metodologías.
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
CAMPUS I
HIDRÁULICA DE MAQUINARIA Y DEL FLUJO NO PERMANENTE
REPORTE: BOMBA DE ARIETE HIDRÁULICO
ALUMNOS:
C101050 HERNÁNDEZ SÁNCHEZ MARCELA LETICIA
C101087 PÉREZ TRUJILLO JORGE LUIS
C101103 SILVANO LÓPEZ MARIANA GABRIELA
C101106 TRINIDAD CORONA ERICK IVAN
C101113 VELÁZQUEZ VELÁZQUEZ SANTIAGO
CATEDRÁTICO:
M.I. DÍAZ MOLINARI FIDEL ALEJANDRO
7° SEMESTRE, GRUPO “A”
TUXTLA GUTIÉRREZ. CHIAPAS; 13 DE MAYO DE 2013.