Zhukovsky
un
eminente
científico Ruso (Describió el
Fenómeno por primera vez en
1889) nos dice que el golpe de
ariete es la variación de la
presión en los conductos de
agua, provocada por el aumento
o la disminución brusca de la
velocidad de movimiento del
líquido.
Ésta variación
puede ser
ocasionada por
el cierre o
abertura de
una llave, grifo
o válvula.
El liquido en movimiento por el
tubo posee cierta cantidad de
movimiento o impulso. Con el
cierre instantáneo del grifo el agua
en el conducto se obliga a frenarse.
En el análisis, el liquido se
considera compresible.
Las paredes de la tubería no se
deforman durante el golpe
Al aparecer un obstáculos de
forma inesperada, el liquido se
para gradualmente
…. (Continuación). De modo que
durante cierto tiempo ∆t solo se
detiene cierta parte de él hasta la
que tiene de llegar la onda de
compresión , que se propaga por el
liquido, desde el grifo cerrado
hasta el encuentro del flujo.
La velocidad de la onda en liquido
es igual a la velocidad del sonido μ
en el agua.
Para calcular la Fuerza de Golpe,
aplicamos las leyes de
conservación de impulso.
Impulso = ∆Cantidad de Movimiento
Golpe* ∆t = M(Vo -Vf)
Vf = 0 m/s
Vo = Velocidad del liquido antes del choque con la válvula
M detenida = Detenido*ρ
Detenido = μ* ∆t *Atuberia
Golpe* ∆t = μ* ∆t *Atuberia* ρ* Vo
De donde obtenemos la Presión del Golpe de Ariete de
Pgolpe = μ* ρ* Vo
La presión del golpe encontrada supones un cierre casi instantáneo de la
válvula, lo que produce, la exagerada presión hídrica.
Tomando en cuente que ahora el cierre de la válvula se produce en un
tiempo ¨t¨ y que la longitud de la tubería es ¨L¨, teniendo en cuenta las
mismas suposiciones física del anterior análisis y aplicando el mismo
análisis se demuestra que la presión producida en el golpe es :
Pgolpe = 2* ρ* μ*L/t
El ariete hidráulico en términos generales es
una bomba que eleva agua desde un nivel
inferior a uno superior, sin usar electricidad
o combustible alguno, gracias al fenómeno
de golpe de ariete, dicho de otra forma se
emplea la energía mecánica de una
columna de agua para elevar una parte de
ésta, desde una fuente de abastecimiento
que puede ser un río, quebrada, canal o
reservorio, hasta un nivel mayor a dicha
fuente.
La bomba de ariete permite mejorar la
disponibilidad de agua para los cultivos
•Bajo Costo de Fabricación del Ariete establecidos en la época lluviosa (en caso de
Hidráulico y sus piezas son de fácil
una canícula) o en el verano, y debido a la
sustitución
infiltración posterior en
•No requiere electricidad, combustible la parcela facilita terminar un ciclo productivo
al principio de la época seca o durante una
ni trabajo
canícula.
humano para su funcionamiento
•Requiere un mínimo de manutención
•Funciona automáticamente ante un
suministro de
agua
Mínimo
(Beneficios para las familias campesinas):
También permite llevar el agua hasta varios
lugares de la parcela con el menor esfuerzo,
dando la oportunidad para utilizarla para otros
fines, tales como: consumo humano,
domestico o para el abrevado del ganado.
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