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Influencia del transitorio. Dudas
Hola Profe. @luis-ramos Saludos por aquí nuevamente, feliz inicio de semana.
Vengo con un par de dudas del tema para ver si me puede ayudar con ellas. Muchas gracias de ante mano.
1. Respuesta de presión en situación de arranque de las bombas. (Página 11):
–Path 1. Menciona que la bomba arranca con un sistema que se incorpora a un tanque abierto.
La curva de que recorre el sistema hasta que se estabiliza en el punto de operación. Lo hace dentro de los límites de la curva de la bomba y la curva del sistema. Teniendo momentos donde se entrega más caudal y menos presión y viceversa. Arrancando desde el Hs del sistema. Queriendo decir que al iniciar en esa posición, el sistema se compota como si no existiesen perdidas en la tubería y luego va variando hasta estabilizarse. Estoy en lo correcto?
–Path 2. La bomba arranca en un sistema cerrado. La presión inicial que genera se dispara dado que el líquido es casi incompresible, (obvio aunque en la grafica aparece que en el tiempo 0 arranca en cv, supongo que en realidad si hay una pendiente bastante elevada para llegar a ese punto antes) luego la presión desciende y queda dentro del margen entre la curva de la bomba y la del sistema. La pendiente de descenso en la gráfica marca que es proporcional a Co/g supongo yo que es en relación a la celeridad que otorga el material del sistema de tuberías. Y por ende a mayor celeridad mayor presión inicial no? Y por ello el sistem tarda más en equilibrarse y llegar al punto de operación. Adjunto imagen 1.
2. Presión en transitorios en relación a 2L/c, aguas arriba y aguas abajo por ejemplo en una válvula de cierre. Adjunto imagen 2. (Pagina 13) Entendí que el tiempo de cierra debe ser mayor al valor 2L/c para que no exista un posible golpe de arriete. Y que ello se aplica en ambos sentidos de las tuberías que se acoplan a la válvula ( o bomba). En la imagen que adjunto trato de mostrar lo que entendí respecto a como se da el fenómeno. Lo resumo así, si el tiempo de cierre es mayor al tiempo 2L/C, entonces no hay problemas graves de transitorios, ya que al retonar la onda y con un porcentaje de la apertura aun presente, el líquido dispersa esa presión. En el caso contrario el tiempo de cierre es menor a 2L/c quiere decir que la onda al regresa choca completamente con la pared de la válvula. Generando un pico de presión. En la imagen también muestro como creo que sería el cambio de presión respecto al tiempo tanto aguas abajo como aguas arriba de la válvula.
3. En la sección señales de alarma en sistemas de tuberías. (página 17).
Una de las alarmas dice lo siguiente.
–Tramos d descarga por gravedad de gran longitud y diámetro sin dispositivo de protección. Podría explicarme un poco al respecto? De por qué o cómo se presenta dicho fenómeno?
4. Sistema de bombeo controlado por variador de frecuencia. (Pag 8).
Una parte del párrafo habla de que la velocidad de rotación va en función de la frecuencia y entendí que cambiarla hace que el voltaje de consumo se eleve o disminuya depende del caso ya que la relación V/Hz se mantiene casi constante. Pero más abajo dice que operar un voltaje constante por encima de una frecuencia llamada frecuencia o velocidad base. Reduce el par del motor y la capacidad de potencia constante. Eso quiere decir que hay una especie de frecuencia límite que la bomba no debería pasar. Es cierto?
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4 Respuestas
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14400
Tutor
Piping
Hola @husseinhamdan ,
Veo que estás exprimiendo al máximo el material del PDF. Esas gráficas de arranque (Figura 7) suelen traer cola, así que vamos a aclarar los conceptos. Como siempre, me centro en las 3 primeras dudas para mantener la agilidad del soporte profesional:
Rutas de Arranque (Path 1 vs Path 2)
Vas bien encaminado con la interpretación de la Figura 7.
Path 1 (Sistema Abierto): Correcto. Al ser un sistema con tanque abierto a la atmósfera, la bomba vence la altura estática (Hs) inicial y acelera el fluido hasta llegar al punto de operación.
Path 2 (Sistema Cerrado): Aquí hay un matiz importante. No es que la presión se dispare artificialmente; es que el sistema arranca contra una resistencia total (como una válvula cerrada o un sistema restringido). La bomba entrega inmediatamente su presión máxima de cierre (lo que en la gráfica se llama “cv” o Shut-off Head s.o.h) porque el caudal inicial es cero. A medida que el fluido vence la inercia y empieza a moverse, la presión baja siguiendo la pendiente recta hasta el punto A0. Esa pendiente depende de la celeridad (Co) y la gravedad (g), lo que representa la impedancia o rigidez de la tubería. A mayor celeridad (tubería más rígida), más dura es la respuesta.
Criterio 2L/c (Golpe de Ariete)
Lo has entendido perfectamente. Igualmente, no te preocupes por este concepto ahora, lo vemos en detalle más adelante. El valor 2L/c es el “tiempo crítico” que marca la frontera entre Cierre Lento y Cierre Rápido.
Si el Tiempo de cierre es mayor a 2L/c: La onda de presión viaja y regresa como onda negativa antes de que la válvula termine de cerrar por completo. Esa onda de retorno alivia la subida de presión.
Si el Tiempo de cierre es menor a 2L/c: La válvula cierra totalmente antes de que la onda pueda volver. El fluido choca contra un muro sin escapatoria. Toda la energía cinética se convierte en presión máxima (Golpe de Ariete completo). Tu esquema es correcto: si cierras antes de que vuelva la onda, el pico de presión es inevitable.
Peligro en Descargas por Gravedad
Esta es una trampa habitual. El texto menciona como alarma los “tramos de descarga por gravedad de gran longitud y diámetro sin protección”. El error es pensar que, como va por gravedad, hay poca presión y poco riesgo. El problema es la Inercia (masa).
Una tubería de gran diámetro y longitud contiene toneladas de agua.
Aunque la presión estática sea baja, si cierras una válvula abajo repentinamente, tienes que frenar esas toneladas de masa en movimiento.
Fuerza es igual a Masa por Aceleración. Frenar mucha masa en poco tiempo genera una fuerza brutal, capaz de reventar tuberías de gravedad que suelen ser de espesores finos y materiales menos resistentes que las de bombeo.
La duda sobre el variador y la relación V/Hz la dejamos para cumplir con el formato del soporte en modo profesional (3 por lección). Esto lo podrás despejar con todo lujo de detalles cuando empieces tu etapa en el curso de bombas.
¡Seguimos avanzando!
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843
Graduado
Iniciado
Volvemos por aquí.
En cuanto al Path 2. El cv o el s.o.h que se marca como cv en la gráfica (pensé que cv se refería algún producto de la celeridad y otra variable). Ese cv es el doble del s.o.h. como tal. Y eso sería sólo arrancando. Ahora el tema está en que ese valor de 2 x s.o.h sería una carga ocasional en el tema del piping no? y se debe evaluar contra por ejemplo el + 33% de S de carga ocasional permisible en ASME B31.3. tiene esto que ver no? Y ese valor también se usaría para evaluar las juntas bridadas no para evaluar la hermeticidad de junta? usando por ejemplo lo aprendido en el curso de diseño mecánico?
Respecto al gráfico de 2L/c. Están bien encaminados los gráficos???. Existe esa diferencia en cuanto a las presiones entre aguas abajo y aguas arriba? Osea que aguas arriba se presente una depresión y aguas arriba se presente una sobrepresión a los 2 lados de la compuerta de la válvula?
Y lo de las tuberías grandes con grandes diámetros. De verdad que no pensé en válvulas cerrándose, pensé que era otra cosa pero tiene toda la lógica.
Y respecto a la última pregunta, pues no se me va a olvidar preguntaré en el otro curso estoy seguro con eso.
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14400
Tutor
Piping
Hola @husseinhamdan ,
Correcto el tema del soh. Esa sobre-presión se consideraría una carga ocasional ya que sólo se da de forma puntual en un número de ciclos bajo. ¡Bien hilado con los temas de estrés!
En cuanto al gráfico, va bien encaminado, pero te aconsejo esperar antes de abordarlo. Un par de lecciones más adelante vas a encontrar otro a todo color donde podrás compararlo correctamente, así te quedará mucho más claro el tema del tiempo crítico.
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843
Graduado
Iniciado
Son las ganas de aprender profe. Perdone jajajajaja Gracias por todo. saludos un fuerte abrazo. Seguimos insistiendo
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