Bomba de Ariete

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

LABORATORIO DE INGENIERIA QUIMICA I

BOMBA DE ARIETE I. OBJETIVOS

Conocer el funcionamiento de la bomba de ariete Mostrar la ventaja de su diseño Determinar la eficiencia de la bomba

II. INTRODUCCIÓN

El suministro de agua ha sido tradicionalmente uno de los principales problemas asociados a las actividades productivas agrícolas, pecuarias e incluso sociales. La infraestructura necesaria para la conducción del líquido siempre implica altos costos iniciales, además de los consabidos costos permanentes que implica el uso de motobombas o electrobombas. Sin embargo, en la búsqueda de alternativas sostenibles de solución de estos problemas nos encontramos con una tecnología muy interesante. El ariete hidráulico es un ingenioso dispositivo capaz de elevar el agua desde una fuente situada un poco más alta que el mismo hasta alturas considerablemente mayores sin la necesidad de motores.



III. FUNDAMENTO TEÓRICO

Golpe de ariete

La Física reconoce el fenómeno denominado golpe de ariete o choque hidráulico, que ocurre cuando varía bruscamente la presión de un fluido dentro de una tubería, motivado por el cierre o abertura de una llave, grifo o válvula; también puede producirse por la puesta en marcha o detención de un motor o bomba hidráulica. Durante la fluctuación brusca de la presión el líquido fluye a lo largo de la tubería a una velocidad definida como de propagación de la onda de choque.

El cambio de presión provoca deformaciones elásticas en el líquido y en las paredes de la tubería. Este fenómeno se considera indeseable porque causa frecuentes roturas en las redes hidráulicas de las ciudades y en las instalaciones intradomiciliarias, y también es causante de los sonidos característicos que escuchamos en las tuberías cuando abrimos un grifo bruscamente en nuestras casas. Por tal razón, con frecuencia se diseñan válvulas de efecto retardado o se instalan dispositivos de seguridad.

El científico ruso N. Zhukovski (1847-1921) estudió este fenómeno por primera vez en su obra Sobre el choque hidráulico, como parte de sus indagaciones hidroaeromecánicas, que constituyeron la base teórica para la ulterior comprensión del funcionamiento de la bomba de golpe de ariete o ariete hidráulico, lo que demuestra que los fenómenos físicos (y los naturales en general) no deben asumirse como negativos o positivos, sino como leyes que debemos incorporar a nuestro arsenal cognitivo hacia una armónica actuación del hombre en la naturaleza y hacia la plenitud creadora del ser humano.

Consecuencias

Este fenómeno es muy peligroso, ya que la sobrepresión generada puede llegar a entre 60 y 100 veces la presión normal de la tubería, ocasionando roturas en los accesorios instalados en los extremos (grifos, válvulas, etc). El golpe de ariete estropea el sistema de abastecimiento de fluido, a veces hace reventar tuberías de hierro colado, ensancha las de plomo, arranca codos instalados, etc.

Bomba de ariete hidráulico

La bomba de ariete hidráulico es una máquina de construcción y funcionamiento muy sencillo y de bajo costo, este aprovecha la elevada presión generada por el fenómeno conocido como “golpe de ariete hidráulico” para impulsar un fluido a una altura superior de su altura inicial.



Funcionamiento

Para el funcionamiento de la bomba de ariete hidráulico se requiere contar con una caída de fluido inicial no menor de un metro que se denomina “altura de carga” H y un “caudal de alimentación” Q. Como resultado se tendrá un “caudal de descarga” q una “altura de descarga” h, Es posible impulsar un fluido a alturas h que sean muy superiores a 4 veces la altura H, sin embargo la cantidad de fluido de llegada q disminuirá considerablemente haciendo el sistema menos productivo.

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.



Rendimiento (R)

El rendimiento del ariete hidráulico representa el porcentaje de agua que se puede bombear en relación al total de la canalizada por el ariete, y varía en función del cociente H/h. Al aumentar el valor resultante, el rendimiento disminuye

La altura de elevación (H)

Como puede deducirse, a partir de 12 veces la altura (h), el rendimiento de los arietes disminuye en gran medida. Este detalle no nos ha de desalentar. Aunque sólo subamos a gran altura un 1% del agua que pasa por nuestro ariete, este funciona las 8.760 horas del año.

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Verificar que el tanque de la bomba tenga la altura de agua necesaria.

Abrir la válvula de descarga del fluido y esperar que la presión suba a 20PSI. Después de lo cual se abre la válvula de salida de agua. Observar la altura que

se eleva el agua y determinar el caudal. Recibir los caudales en una probeta y descargarlos en un balde aparte. Calcular la eficiencia de la bomba.



v. cálculos y resultados



VI. CONCLUSIONES

Un ariete hidraulico es una bomba elevadora de agua.

La bomba de ariete es un dispositivo de bombeo que no contamina el medio

ambiente.

La bomba de ariete hidráulico no trabaja con ninguna fuente de energía

convencional y sirve para bombear agua.

El ariete hidráulico es una bomba de agua que funciona aprovechando la energía

hidráulica, sin requerir ninguna otra energía externa.

La bomba de ariete se consigue elevar parte del agua de un río, arroyo o

manantial a una altura superior.

VII. RECOMENDACIONES

Mantener el tanque con la altura constante del líquido propuesto Leer rápidamente el

caudal de descarga, ya que tiende a variar casi instantáneamente.

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Costa Novella. “Flujo de fluidos” http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_ariete Claudio

Mataix, Mecanica de fluidos y maquinas hidráulicas, pag 312-313

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