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Consulta Volumen Gas Tanque hidroneumatico
Buenas tardes, quisiera consultar una cuestion, estoy realizando unas modelaciones para practicar en el software y cuando intento ver el grafico de variacion de volumen de gas del tanque hidroneumatico tengo un grafico como este. Cual podria ser el motivo?
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16 Respuestas
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Me olvide de etiquetarte @luis-ramos estuve buscando informaciĆ³n en los manuales de bentley pero no me queda muy claro. QuizĆ”s vos me podrĆas dar una ayuda
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8681
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Ā”Hola @oscarpiersanti !
Parece que tu tanque hidroneumƔtico es demasiado grande para el sistema.
FĆjate en la imagen que te adjunto de un tanque que recibe la onda de choque del fluido de un sistema de ejemplo, nos permitirĆ” sacar conclusiones (imagen 1)
En este caso vemos como el volumen de gas parte de un estado estacionario de 400 litros. En este ejemplo el volumen del tanque es de 2000L y el volumen de lĆquido inicial de 1600L, lo que nos da un volumen inicial de gas de 400L.
En el grĆ”fico podemos ver como el volumen de gas aumenta considerablemente cuando empieza a generarse vacĆo en la tuberĆa y el tanque comienza a inyectar lĆquido. Luego el fluido retorna y el gas desciende y asĆ hasta su estado estacionario.
Hasta aquĆ todo correcto Āæno? š
Bien, ahora veamos que sucede si el tanque tiene un volumen de 200.000L y tenemos 100.000L de gas (algo muy similar a la imagen que adjuntas).
En la imagen 2 podemos ver el resultado, muy similar al que comentas. Es un tanque totalmente sobredimensionado que no sufre apenas variaciĆ³n en su volumen ya que inyecta fluido en el sistema pero para la capacidad definida es una cantidad totalmente despreciable.
Prueba a reducir el volumen del tanque hasta 4000 0 5000L con un 50% de gas, al menos para hacer pruebas y descartar (o confirmar) que se debe a esto. A ver quĆ© tal te va š
Ya me comentas!!
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710
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Buenas @luis-ramos , tal cual como me indicaste, probe con un tanque de menor dimensiĆ³n y obtengo un grafico similar al que me indicas. Ahora hago otra consulta, al realizar disminuir el volumen del tanque, las presiones negativas aumentan por lo que estarĆa en malas condiciones del sistema. Cuales serian los prĆ³ximos pasos a probar para intentar que las presiones negativas queden por encima del perfil de la caƱerĆa. La idea es solucionar con tanques anti ariete, el sistema posee vĆ”lvulas de aire de triple efecto tambiĆ©n.
AdemĆ”s tengo el mensaje que indica “The bladder-type hydropneumatic tank fills its containing tank.” lo cual indicarĆa que el tanque se ha vaciado durante el transitorio
PD: He leĆdo en el cual hay empresas o proveedores como bermad que actualmente estĆ”n utilizando vĆ”lvulas anticipadoras de onda y vĆ”lvulas de triple efecto para las soluciones a los transitorios. He leĆdo lo que indica la universidad politĆ©cnica de valencia en el cual para estas situaciones no es recomendable instalar solamente vĆ”lvulas de aire de triple efecto como protecciĆ³n ante estos fenĆ³menos, cual es tu opiniĆ³n?
Adjunto algunas imƔgenes.
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710
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@luis-ramos He intentado realizar con el ejemplo que me enviaste del tanque de 2000L y el nivel inicial del agua 1600L, lo que nos da un volumen inicial de gas de 400L. En mi caso, colocando los mismos datos empieza en 1000L
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710
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@luis-ramos Aumentando el HGL inicial las presiones negativas disminuyen, pero tengo el otro problema de que si aumento demasiado voy a tener problemas de sobrepresiĆ³n en la caƱeria. Esto es asi?
Comparacion: Tanque de 4000L Volumen inicial 2000 HGL 140
Tanque de 4000L Volumen inicial 2000 HGL 80.
En la segunda imagen se puede visualizar que el volumen maximo es mayor que el que se coloco inicialmente, por lo que se debe aumentar no?
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8681
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Ā”Hola @oscarpiersanti !
Los 4000L eran un nĆŗmero orientativo que utilicĆ© para ver el origen de tu error. Funcionaba en un sistema ejemplo que fabriquĆ© para simular tu error, pero no tienes que aplicarlo necesariamente en tu sistema.
Para mitigar estas presiones negativas puedes probar a aumentar la capacidad de tu tanque sin problema, siempre teniendo en cuenta que si llegas hasta las cotas de 200.000L como tenias antes, el tanque no se comportarĆ” tal como se espera (con la onda amortiguada).
Prueba a ir aumentando la capacidad del mismo siempre teniendo en cuenta que cuando la grĆ”fica no sea de forma similar a la que hemos visto (ojo similar en forma, no en valores š) ahĆ estarĆ” tu cota mĆ”xima.
Prueba en intervalos de 5000L para analizar el comportamiento y en caso de que la soluciĆ³n no mitigase las presiones negativas podrĆas cambiarlo de ubicaciĆ³n o utilizar vĆ”lvulas de triple efecto para complementarlo.
Antes que nada probarĆa con un aumento de capacidad para ir probando diferentes escenarios.
Prueba con esto y me comentas š Saludos! šš½
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710
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Hola @luis-ramos este sistema ya tiene vƔlvulas de triple efecto, puede ser que mi error sea el de no realizar la precarga? Entiendo que estos elementos se deben precargar con 1,2,3,6,7,8,9 y hasta 10 mca ( normal) lo que hace que al aplicar esta precarga el nivel de presiones negativas vaya disminuyendo.
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8681
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Hola @oscarpiersanti !
Antes que con precarga yo probarĆa a aumentar la capacidad del tanque hidroneumĆ”tico o mover la vĆ”lvula de sitio o el tanque, o ambas cosas.
Puedes adjuntar una captura del perfil del sistema completo? QuizĆ”s sea necesario compensar las presiones negativas con un mayor volumen. Es complejo determinar a simple vista, serĆ” cuestiĆ³n de ir iterando soluciones š
Saludos!
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710
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hola @luis-ramos Te adjunto las imĆ”genes. Que pasarĆa si para contrarrestar las presiones negativas el tanque termina siendo sobredimensionado?
Otra consulta, si por ejemplo en Pressure Gas preset – coloco valores de los fabricantes 1,2,3,4,5,6,,7,8,9,10 mca el volumen mĆ”ximo de gas es mucho mayor que el volumen del tanque inicial, entiendo que debido a esto debo aumentar la capacidad del tanque, al hacer esto el grafico Gas Volume vs Tiempo no coincide con el adecuado.
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710
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Hola @luis-ramos estuve intentando varias posibilidades, cambio de lugar del tanque, etc. y lo unico que hasta el momento me funciono es aumentar el valor de HGL inicial (No se si esto es correcto). Con esto las presiones negativas disminuyen pero el grafico Gas volumen vs tiempo no es similar al que deberia dar. No se que otras cosas puedo intentar.
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8681
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Ā”Hola @oscarpiersanti !
Aumentar el HGL significarĆa aumentar la presiĆ³n a la que trabajarĆa el tanque respecto al resto del sistema. BĆ”sicamente es subir la cota piezomĆ©trica dotando al tanque de una mayor presiĆ³n inicial.
No obstante, me puedes enviar el modelo por we transfer para validar el grƔfico gas volumen?
Ya siento curiosidad por ver el modelo y “trastearlo” š Saludos!!
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710
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Hola @luis-ramos entonces aumentar HGL seria igual que colocar los valores en Pressure Gas Preset?. Adjunto el modelo y ojala podamos resolverlo. Yo voy a seguir intentando con las modificaciones. https://we.tl/t-Z6FIMBTYPJ
Muchas gracias
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8681
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Hola @oscarpiersanti !
Estuve viƩndolo y saquƩ algunas conclusiones:
Lo primero, se trata de un caso de vaciado, por lo que no tenemos que buscar el golpe de ariete en sĆ, ni un transitorio como tal, Ćŗnicamente asegurar que no tenemos vacĆos excesivos durante el vaciado.
Si vemos el caso sin resolver primero (imagen 1) podemos ver como la presiĆ³n mĆnima toca la lĆnea de presiĆ³n de vapor en los tramos finales de la instalaciĆ³n. Observado la burbuja de vapor, de unos 3 litros, todo hace pensar que la soluciĆ³n estĆ” en el nodo J-9.
He probado activando la topologĆa de la vĆ”lvula triple efecto que tienes ahĆ modelada (imagen 2, sĆ³lo esa, sin tanque ni el resto de vĆ”lvulas) y las presiones ya no tocan la presiĆ³n de vapor, ademĆ”s de que la burbuja desaparece. Esta podrĆa ser una opciĆ³n vĆ”lida ya que, aunque tengas presiones negativas, no alcanzas la presiĆ³n de vapor.
Si probamos con el tanque con un HGL de 100 las presiones aumentan porque el tanque se encarga de aportar toda la presiĆ³n que se pierde cuando la bomba se para, se vacĆa por completo y por eso aparece la grĆ”fica de vaciado que me mostrabas al principio del post para el nodo HT-1. Esta opciĆ³n sĆ³lo serĆa vĆ”lida si el tanque estĆ” pre-llenado, ya que la bomba que has modelado tienen un Head de 20 metros y no podrĆa llenar el tanque hasta los 100 HGL (imagen 3). (la diferencia de cotas es de mĆ”s de 40m)
Y ahora la opciĆ³n que parece que funciona mejor, usar un tanque pero con un HGL de 75, que podrĆa llenarse con la bomba si aporta los 20m de HEAD, estarĆ”s en presiones negativas respecto al perfil pero muy lejos de las presiones de vapor (imagen 4).
Como te comentaba, aquĆ no hay un transitorio como tal, lo que debes intentar es suplir esa falta de caudal en el perfil que puede generar vacĆo al principio, pero no se trata de una lĆnea en la que podamos esperar un rebote del fluido por lo que no debemos buscar esa grĆ”fica para el tanque anti ariete con perfil senoidal amortiguado que te comentĆ© al principio (pensaba que estĆ”bamos en un transitorio al uso).
Espero te sirvan estas reflexiones para tu proyecto!! Antes de tomar la decisiĆ³n final, recuerda comentar con fabricantes tu objetivo para que confirmen que sus equipos cumplen 100% con las exigencias requeridas, tanto tanques como vĆ”lvulas y bombas.
Suerte con el Proyecto!! š¤
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Intermedio
Hola @luis-ramos
ĀæSe pueden tolerar presiones negativas siempre y cuando no genenren el fenomeno de separacion de columna? . Como se asegura que la tuberia estructuralmente no se daƱara con el vacio.
ĀæEn el ejemplo mencionado porque no usar una valvula de aire? de tal manera que se evite el vacio.
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8681
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Hola @frankastulle ,
Puedes tener presiones por debajo de la HGL siempre que no se produzca separaciĆ³n de columna en el sistema. Aunque siempre conviene evitarlo para que no queden burbujas de aire en puntos altos.
Si estĆ”s en este escenario, la presiĆ³n negativa suele ser mĆnima, por lo que la tuberĆa no fallarĆa por vacĆo. No obstante para que tengas la referencia del diseƱo de tuberĆas por vacĆo, se referencia en a ASME B31.3 pĆ”rrafo 304.1.3, que te redigirige directamente al ASME BPV Sec VIII Div1 UG28-30.
Este sistema manejaba un gran volumen de fluido, ten en cuenta que las vƔlvulas estƔn limitadas por su capacidad para evacuar (o admitir) aire. Si la vƔlvula de mayor diƔmetro que podemos encontrar no evacua (o admite) el aire con suficiente rapidez, tenemos que acudir a tanques.
Saludos!
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