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DISPOSITIVOS PARA EL CONTROL DISPOSITIVOS PARA EL CONTROL DEL GOLPE DE ARIETE DEL GOLPE DE ARIETE

Acueductos a gravedadAcueductos a gravedad

2

CONTROL DEL GOLPE DE ARIETE

Adecuada selección de válvulas y ley de cierre

Válvula de alivio

Chimenea de equilibrio

Cámara de aire o botellones antiariete

Válvulas de aire (presiones negativas)

Válvulas de control con velocidad de cierre no uniforme

Dispositivos adecuados para acueductos a gravedad

3

Válvula de cierre

Los dispositivos adecuados van depender del tipo de instalación y del material, pues difiere el grado de protección si la tubería es rígida (por ejemplo HºPº) o flexible (PRFV o PVC)

CONTROL DEL GOLPE DE ARIETEDispositivos adecuados para acueductos a gravedad

4

CISTERNAV.M.

V.R.

500

700

250

CONTROL DEL GOLPE DE ARIETEDispositivos adecuados para acueductos a gravedad

A) Adecuada selección de válvulas y ley de cierre

CISTERNAV.M.

V.M.

D2

D1

D3

D1 > D2 > D3

(700 > 500 > 250)

1. Válvulas reguladoras

2. Válvulas aguja (D<100)

3. Válvulas mariposa

4. Válvulas esclusa

5

Plano válvulas en paralelo con alivio

6

B) Válvula de alivio o antiariete

Consiste en una válvula a resorte o diafragma que salta cuando la presión supera un valor predeterminado, permitiendo la salida de un flujo de agua al exterior. El resorte debe poseer baja inercia para cerrar rápidamente cuando desciende la presión.

Válvula de alivio

Válvula de cierre

←← ←

CONTROL DEL GOLPE DE ARIETEDispositivos adecuados para acueductos a gravedad

7

Plano típico válvula de alivio

8

C) Chimenea de equilibrio

La chimenea de equilibrio permite la reducción del golpe de ariete en el Tramo 2 por la reflexión parcial que se produce, y transforma el fenómeno en el Tramo 1 en una oscilación de masas.

T

Chimenea de equilibrio

Tubería de presión

Túnel de conducción

1

2

CONTROL DEL GOLPE DE ARIETEDispositivos adecuados para acueductos a gravedad

9

Dispositivos adecuados para gravedad

D) Cámara de aire

←V.C.

AireLa cámara de aire transforma el golpe de ariete en oscilación de masa reduciendo su magnitud.

El aire del botellón se encuentra a presión.

V.C.

Chimeneade equilibrio

Cámara de aire

10

Dispositivos adecuados para gravedad

E) Válvulas de aire

En determinadas ubicaciones pueden aliviar las depresiones.

Se ilustra a continuación el funcionamiento de las válvulas de aire como dispositivos antiariete reduciendo las presiones negativas, a través de un ejemplo:

Acueducto a gravedad regulado aguas abajo + Cierre de válvula

11

0 2000 4000 6000 8000 1.0E+4

Distance

0

5

10

15

20

25

Hea

d

System Profile

Pk 3500

Pk 3500

ESQUEMA DEL MODELO D = 600 mm

Chw = 120

Q = 300 l/seg (1080 m3/h)

c = 1000 m/seg

12

0 2000 4000 6000 8000 1.0E+4

Distance

05

101520253035404550

Hea

dTime 49.067

0 2000 4000 6000 8000 1.0E+4

Distance

05

101520253035404550

Hea

d

Time 53.867

0 2000 4000 6000 8000 1.0E+4

Distance

05

101520253035404550

Hea

d

Time 54.934

Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme

13

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220sec.

0

20

40

60

80

100

120m

wc

Valve closing in 60sec

Presión aguas arriba de la válvula

Presión negativa!

Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme

14

0 2000 4000 6000 8000 1.0E+4

Distance

020406080

100120

Hea

d

Org

Diagrama envolvente de presiones a lo largo de la tubería

Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme

15

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220sec.

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

m3/

sVariación de caudal en correspondencia con la válvula

Reducción del 25% del caudal en los primeros 50 seg.

Reducción de 75% del caudal en los últimos 10seg, que es el tiempo práctico del cambio de velocidad.

Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme

16

Pk 3500

Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme

CON VÁLVULAS DE AIRE

D = 600 mm

Chw = 120

Q = 300 l/seg (1080 m3/h)

c = 1000 m/seg

17

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200sec.

-20

0

20

40

60

80

100

120

mw

c

Presión aguas arriba de la válvula.

Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme

CON VÁLVULAS DE AIRE

18

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200sec.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

m3

ch.3500 A/v valve

Volúmenes de aire

Aguas arriba de la válvula

Pk 3500

Modelación del cierre de válvula en 60 seg - Velocidad de cierre uniforme

CON VÁLVULAS DE AIRE

19

Dispositivos adecuados para gravedad

F) Válvulas de control con velocidad de cierre no uniforme

20

Válvula mod.30-x-FL / SP

Modelación del cierre de válvula - Velocidad de cierre NO uniforme

CON VÁLVULA DE CONTROL

21

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200sec.

0

20

40

60

80

100

120m

wc

Presión en correspondencia con la válvula

25m Línea

Modelación del cierre de válvula - Velocidad de cierre NO uniforme

CON VÁLVULA DE CONTROL

22

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200sec.

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35m

3/s

Caudal en correspondencia con la válvula

Modelación del cierre de válvula - Velocidad de cierre NO uniforme

CON VÁLVULA DE CONTROL

23

0 2000 4000 6000 8000 1.0E+4

Distance

0

2040

6080

100

120

Hea

dOrg

0 2000 4000 6000 8000 1.0E+4

Distance

0

20

40

6080

100

120

Hea

d

Time 0.1

Velocidad uniforme

Velocidad Controlada

Modelación del cierre de válvula - Comparación de diagramas envolventes