ppt bomba de ariete

Diseño Bomba de ariete

Universidad Técnica Federico Santa maría – Sede Concepción “Rey Balduino de Bélgica” - Ing (e) Mecánica de Procesos y Mantenimiento Industrial

Una bomba de ariete es una bomba hidráulica cíclica que utiliza la energía cinética de un golpe de ariete en un fluido para subir una parte de ese fluido a un nivel superior. No necesita por lo tanto aporte de otra energía exterior . Este y su sencillez la hace adecuada para lugares remotos donde no ha acceso a energía eléctrica o motores de otro tipo.

Principio de Funcionamiento

• Etapa 1:

• A la derecha entra el agua del rio por un tubo de polietileno. Encargarse de hacer un desnivel de 1 metro. Primero fluye el agua por la válvula de escape arriba y sale. Cuando aumenta la velocidad del agua, se cierra la válvula de escape.


• Etapa 2:

• La presión en el ariete aumenta (salida cerrada y el agua entrando), procure que la válvula de retención se abra. Se puede comparar este fenómeno con el TOINC que se oye en los tubos metálicos cerrando rápidamente el grifo (el agua que se para hace aumentar la presión en el tubo).


• Etapa 3:

• Cuando la válvula de retención está abierta, un poco de agua puede subir por el tubo de presión hasta el tanque de almacenamiento. Al cabo de cierto tiempo desaparece la presión y se cierra de nuevo la válvula de retención. Por la fuerzas de gravitación se cae hora la válvula de escape y volvemos al inicio del ciclo.

Proyecto a desarrollar

• El diseño de implementación de la bomba de ariete, serárealizado en el taller de madera de la UniversidadFederico Santa María, en la imagen se demuestra elángulo de inclinación (ESCALERA), el en cual la tuberíade salida de la bomba de ariete tendera a elevar elcaudal por medio del efecto que se genera en la válvulapie de pozo, el fluido tendera a elevarse hacia el depositoel cual será ubicado en la parte superior (SEGUNDO PISODEL TALLER).El deposito que suministrara el Caudal deagua será ubicado a una distancia prudente calculada porel grupo, en donde además estará ubicado a unadistancia el ariete hidráulico.

Ubicación de proyecto a diseñar

Partes de la bomba a diseñar

• Fuente de alimentación.

Es una fuente continua de agua, el que puede tratarse de un depósito suficientemente grande, normalmente fabricado de plástico. Esta fuente tendrá que proporcionar agua a una altura H por encima del nivel al que se encuentre la bomba de ariete.


• Tubería de alimentación

Tubería larga y rígida que une el depósito dealimentación con la bomba de ariete. Por estatubería el fluido se va acelerando para llegar a labomba de ariete con cierta velocidad. Por estatubería se propagarán además varias ondas dechoque, por lo que ha de ser resistente y debe estarbien fijada.


• Tubería de salida o de elevación.

Tubería más estrecha que la de alimentación, por la que el agua se elevará hasta la altura deseada h. No se verá sometida a incrementos demasiado bruscos de presión, por lo que el material más comúnmente utilizado es el plástico. Alturas frecuentes de elevación son en torno a 4 o 6 veces la altura de alimentación (H).


• Válvula pie de pozo.

Pieza más importante y que estudiaremos más detalladamente. Recoge el agua que le llega por la tubería de alimentación y consigue elevar una parte de ella por la tubería de salida o elevación, a costa del resto, que deja fluir al exterior.


• La válvula pie de pozo consta de:

Válvula de NR (No Retorno)

• También llamada anti-retorno, es una válvula que sólo permite el paso de fluido en uno de los dos sentidos. Esta válvula comunica la caja de válvulas con la tubería de elevación, y su función es abrirse sólo cuando la presión en la bomba sea grande, de forma que en ese momento el agua se eleve por la tubería de elevación, pero cerrarse cuando la presión sea inferior en la bomba que en la tubería de elevación, de forma que el agua no pueda volver aguas arriba de la válvula.


• Válvula de NR (No Retorno)


• La válvula pie de pozo consta de:

Válvula de choque.

• Esta válvula comunicará el resto de la bomba de ariete con el exterior, y su función será dejar salir el agua al exterior durante unos instantes, de forma que la columna de agua se vaya acelerando a lo largo de toda la tubería de alimentación, y pasados estos instantes, cerrarse lo más rápidamente posible para detener el fluido de golpe y dar lugar a una fuerte sobrepresión.


• Válvula de choque

Períodos en que se divide el ciclo de trabajo del Ariete Hidráulico

• El aprovechamiento del golpe de ariete se divide en 3 periodos bien definidos durante un ciclo de operación.

Periodos de la bomba de ariete

• Período 1: Aceleración

Se podría decir que este fenómeno inicia desde que la energía cinética del agua es nula, por lo que la velocidad es igualmente cero, es decir el agua todavía se encuentra en el tanque de captación, seguido de esto el agua empieza a acelerar debido a la gravedad, las válvulas se encuentran en su posición baja hasta que el agua llega con una presión que está en función directa con la altura de alimentación H, haciendo que se cierren, terminando el período 1 y comienza el período 2.


• Periodo 2: Bombeo

• El instante en que las válvulas de impulso se cierran, inicia el período 2, este finaliza el momento que se produce una desaceleración del flujo en la cámara de aire . En este instante en el sector de la válvula de impulso se produce una presión muy alta, esta es amortiguada con la presión atmosférica.


• Periodo 3: Retroceso

• El período 3 consta de 3 partes:La caída de presión, la reapertura de la válvula de impulso, y el tiempo durante el cual se cierra la válvula check. Aquí la velocidad vuelve hacer cero, teniendo un nuevo ciclo en progreso.Se observa que el colchón de aire generado con la presión atmosférica ejerce una presión sobre la válvula check haciendo que se cierre haciendo que el agua fluya por la tubería de descarga y no vuelva a la tubería de impulsión.Al retroceder el agua por la tubería de alimentación se produce una sección de baja presión en el cuerpo del ariete, haciendo de esta manera que se genere unarenovación de aire en la cámara neumática por la válvula de aire, al mismo tiempo se abre nuevamente la válvula de impulsión, empezando un nuevo ciclo de trabajo.

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