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JORNADAS TÉCNICASJORNADAS TÉCNICAS HIDRAULICA PARA BOMBEROSHIDRAULICA PARA BOMBEROS Introducción a conceptos básicos, necesarios para desarrollar lasIntroducción a conceptos básicos, necesarios para desarrollar las
funciones especificas de bombero.funciones especificas de bombero. Objetivo principal:Objetivo principal:
La aplicación al uso diario de los conceptos referidos en estas jornada.La aplicación al uso diario de los conceptos referidos en estas jornada. Para mas informacion o dudasPara mas informacion o dudas
http://groups.msn.com/HIDRAULICABOMBEROShttp://groups.msn.com/HIDRAULICABOMBEROSO enviando eO enviando e--mail a la cuenta asociada:mail a la cuenta asociada:HIDRAULICABOMBEROS@groups.msn.comHIDRAULICABOMBEROS@groups.msn.com
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El agua generalidadesEl agua generalidades
Composición yComposición y
comportamientocomportamientoel agua_general.htmel agua_general.htm (www.arrakis.es/(www.arrakis.es/~lluengo/biologia)~lluengo/biologia)
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UNIDADES BÁSICASUNIDADES BÁSICAS
El Sistema legal deEl Sistema legal de Unidades de Medida obligatorioUnidades de Medida obligatorioen España es el sistema métrico decimal de sieteen España es el sistema métrico decimal de sieteunidades básicas, denominado Sistemaunidades básicas, denominado Sistema
Internacional de Unidades (SI).Internacional de Unidades (SI). Adoptado en la Conferencia General de Pesas y Medidas Adoptado en la Conferencia General de Pesas y Medidasy vigente en la Comunidad Económica Europea; yy vigente en la Comunidad Económica Europea; yaprobadoaprobado para su uso en España porpara su uso en España por REAL DECRETOREAL DECRETO1317/1989, de 27 de octubre de 1989 por el que se1317/1989, de 27 de octubre de 1989 por el que seestablecen las Unidades Legales de Medida, publicado elestablecen las Unidades Legales de Medida, publicado el
3 de noviembre.3 de noviembre. Todas las unidades definidas están basadas enTodas las unidades definidas están basadas endefiniciones de la Conferencia Internacional de Pesas ydefiniciones de la Conferencia Internacional de Pesas yMedidas.Medidas.
cursofísica\fluidos\flu
idos.htm
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UNIDADES BÁSICASUNIDADES BÁSICAS (2)(2)
cursofísica\fluidos\flu
idos.htm
MAGNITUDUNIDAD
NOMBRE SÍMBOLO
Longitud Longitud Metro m
Masa Masa Kilogramo kg
Tiempo Tiempo Segundo s Intensidad de Corriente Eléctrica Intensidad de Corriente Eléctrica Ampere A
Temperatura termodinámica Temperatura termodinámica Kelvin K
Cantidad de sustancia Cantidad de sustancia Mol Mol
Intensidad luminosa Intensidad luminosa Candela Cd
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DEFINICIONES UNIDADESDEFINICIONES UNIDADES S.I.S.I.
Unidad de longitudUnidad de longitud metrometro (m)(m) El metro es la longitud del trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299792458El metro es la longitud del trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299792458
de segundo. (17 CGPM, 1983, res 1).de segundo. (17 CGPM, 1983, res 1). Unidad de masaUnidad de masa
kilogramokilogramo (kg)(kg) El kilogramo es la unidad de masa: Es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo. (3El kilogramo es la unidad de masa: Es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo. (3
CGPM, 1901, p. 70 del acta).CGPM, 1901, p. 70 del acta). Unidad de tiempoUnidad de tiempo
segundosegundo (s)(s) El segundo es la duración de 9192631770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entreEl segundo es la duración de 9192631770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre
los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. (13 CGPM, 1967, res. 1).los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. (13 CGPM, 1967, res. 1). Unidad de intensidad de corriente eléctricaUnidad de intensidad de corriente eléctrica
ampereampere (A)(A) El ampere es la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en dos conductoresEl ampere es la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en dos conductores
paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia deparalelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de1 metro uno de otro, en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2*10^(1 metro uno de otro, en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2*10^(--7)7)Newton por metro de longitud. (CIPM, 1946, res. 2, aprobada por la 9 CGPM, 1948.Newton por metro de longitud. (CIPM, 1946, res. 2, aprobada por la 9 CGPM, 1948.
Unidad de temperatura termodinámicaUnidad de temperatura termodinámica kelvinkelvin (K)(K) El kelvin, unidad de temperatura termodinámica, es la fracción 1/273,16 de la temperaturaEl kelvin, unidad de temperatura termodinámica, es la fracción 1/273,16 de la temperatura
termodinámica del punto triple del agua (13 CGPM, 1967, res.4.).termodinámica del punto triple del agua (13 CGPM, 1967, res.4.).
cursofísica\fluidos\fluidos.htm
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OTRAS UNIDADESOTRAS UNIDADES
Se utilizan otras unidades:Se utilizan otras unidades: Por tradición (sistema técnico o Terrestre)Por tradición (sistema técnico o Terrestre) Comodidad de uso (UnidadesComodidad de uso (Unidades SISI con valores pococon valores poco
utiles en los niveles de uso utiles en los niveles de uso Entorno especificoEntorno especifico
Se deben utilizar con precaución:Se deben utilizar con precaución: Hacer referencia a las unidades S.IHacer referencia a las unidades S.I
cursofísica\fluidos\fluidos.htm
MAS ADELANTE, EN CADA MOMENTO SE REFLEJAN LOS EQUIVALENTES ENMAS ADELANTE, EN CADA MOMENTO SE REFLEJAN LOS EQUIVALENTES ENLAS UNIDADES MAS USUSALESLAS UNIDADES MAS USUSALES
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PROPIEDADESPROPIEDADESFormulaFormula
química:química:HH
22OO
Punto dePunto deCongelación:Congelación:
0º C0º C (273,16º K)(273,16º K)
PuntoPuntoEbullición:Ebullición:
100º C100º C
Punto triple:Punto triple: Tª Tª y presión a la quey presión a la quepuede coexistir los 3puede coexistir los 3estadosestados
273,15º K 273,15º K a 0,61 kPaa 0,61 kPa(6,1 mbar)(6,1 mbar)
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PROPIEDADESPROPIEDADES (BIS)(BIS)
Densidad (Densidad ( ): ):1000 kg/m31000 kg/m31 g/cm31 g/cm3
Indice expansiónIndice expansión
vaporvaporCalor latenteCalor latentevaporizaciónvaporización
Calor especificoCalor especifico 1 cal/g1 cal/g540 cal/g540 cal/g
1600 a1600 a17001700
100 ºC
11
100 ºC
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DENSIDADDENSIDAD
Densidad:Densidad: Cociente entre la Masa y VolumenCociente entre la Masa y Volumen
que ocupaque ocupa
m
kg
V
M 3
!! V
Tambien se usa: g/cm3
La denominada densidad relativa es cuando semide con respecto al agua
agua= 1 g/cm3
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VISCOSIDAD VISCOSIDAD
La viscosidad es una medida de la resistencia delLa viscosidad es una medida de la resistencia delfluido a derramarse o fluir por el interior de unfluido a derramarse o fluir por el interior de unconductoconducto Resistencia al deslizamiento entre las diferentesResistencia al deslizamiento entre las diferentes
capas de un fluidocapas de un fluido Indica la capacidad a soportar esfuerzosIndica la capacidad a soportar esfuerzoscortantescortantes
m s N 2
1�!L
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TIPOS VISCOSIDADTIPOS VISCOSIDAD viscosidad dinámica:viscosidad dinámica:X tensión tangencial (se opone almovimiento) e y es la dirección normal almovimiento. v
y
X Q !
x
x
La unidad fundamental en el sistemac.g.s. es el poise
2
dina segundo poi se
c
�!
viscosidad cinemáticaviscosidad cinemática Q
R V
!Unidad es el stoke (S t)
2
cm st oke
segundo
!
En los 2 casos se usan los submultiplos centipoise y centistoke (cSt)
La viscosidad varia con la Temperatura y la Presión
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TENSIÓN SUPERFICIALTENSIÓN SUPERFICIAL
Es la suma algebraíca de las componentes horizontales deEs la suma algebraíca de las componentes horizontales delas fuerzas de cohesion intermoleculares, en la Superficie delas fuerzas de cohesion intermoleculares, en la Superficie deun liquidoun liquido
Es la causa por la que una agujaEs la causa por la que una aguja flota cuando se deposita con flota cuando se deposita consuavidad en la superficie, o porsuavidad en la superficie, o porla cual algunos insectos puedenla cual algunos insectos pueden
caminar por la superficie delcaminar por la superficie delaguaagua
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PRESIONPRESION CONCEPTO:CONCEPTO:
Presión (P) es la relación entre la Fuerza Aplicada (F) yPresión (P) es la relación entre la Fuerza Aplicada (F) yla superficie (S) sobre la cual se aplica.la superficie (S) sobre la cual se aplica.
F S
P
F
F x
F y
P= F y
/ S
±±La presión actúa de forma normalLa presión actúa de forma normal
(perpendicular) a la superficie(perpendicular) a la superficie
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A
B
C
Al andar por la nieve queda claro que con el calzado (A)
se hundirá más que con el (B) y que la solución (C) con elesquí es la mejor, ya que cada vez vamos repartiendo elmismo peso en una superficie mayor, con lo que la presiónsobre la nieve es menor
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UNIDADES DE PRESIONUNIDADES DE PRESION La unidad se denomina PascalLa unidad se denomina Pascal
1 1 PaPa = 1 = 1 NN / /1 1 mm22
ElEl PascalPascal es una unidad muy pequeña por lo que se suele utilizares una unidad muy pequeña por lo que se suele utilizarnormalmente su multiplo elnormalmente su multiplo el KPaKPa. Aunque no estan normalizadas,. Aunque no estan normalizadas,
en la vida práctica se suelen utilizar además otras unidades queen la vida práctica se suelen utilizar además otras unidades queforman parte del Sistema Técnico. Las unidades que a continuaciónforman parte del Sistema Técnico. Las unidades que a continuaciónse relacionan se siguen utilizando como fruto de la costumbre y lase relacionan se siguen utilizando como fruto de la costumbre y lacomodidad.comodidad. kp/cm2 o como normalmente se expresakp/cm2 o como normalmente se expresa kg/cm2kg/cm2 (teniendo en cuenta(teniendo en cuenta
que nos referimos a kgque nos referimos a kgfuerzafuerza ) ) es la medida más usada.es la medida más usada. barbar
atmatm : atmósfera: atmósfera mm de Hg:mm de Hg: mm de columna de mercuriomm de columna de mercurio m.c.a.m.c.a. :: metros de columna de aguametros de columna de agua psipsi : libras por pulgada cuadrada,: libras por pulgada cuadrada, ((ppoundound ssquarequare iinches ) nches ) cuandocuando
utilizamos notación anglosajona.utilizamos notación anglosajona.
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EQUIVALENCIAS unidadesEQUIVALENCIAS unidades1 Kg/cm
2
Equivale a 0,98067 bar (* 1)
0,9678 atm (* 1)
1 00 kPa
1 0 mca
6,98 psi (* 7
)736 mm de Hg
1 atm Equivale a 1 ,01 32 bar (* 1)
1 ,0332 kp/cm2 (* 1)
1 00 kPa 1 0,33 mca (* 10 )
760 mm de Hg Entre paréntesis valor que es usado habitualmente
1 bar
Equivale a 0,9869 atm (* 1)
1 ,01 97 kp/cm2 (* 1)
1 00 kPa
1 0,1 9 mca (* 10 )
750,06 mm de Hg
* Entre paréntesis valor que es usado habitualmente
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EQUIVALENCIAS unidadesEQUIVALENCIAS unidades (bis)(bis)
Como quedan reflejadas en la tabla, a efectosprácticos las equivalencias son las siguientes:
1 kg/cm2 = 1 atm = 1 bar = 10 m.c.a. = 100 kpa1 kg/cm2 = 1 atm = 1 bar = 10 m.c.a. = 100 kpa
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HIDROSTATICAHIDROSTATICA
Es la parte de la FísicaEs la parte de la Físicaque estudia los fluidos enque estudia los fluidos enequilibrio.equilibrio.
Se denomina PRESIÓNSe denomina PRESIÓNHIDROSTÁTICA en unHIDROSTÁTICA en unpunto, a la fuerza quepunto, a la fuerza queejerce un liquido enejerce un liquido envirtud de su propio pesovirtud de su propio peso
sobre la unidad desobre la unidad desuperficie en ese punto.superficie en ese punto.
h
S
Según se deduce de la figuraSegún se deduce de la figuraadjunta el peso de la columna deadjunta el peso de la columna defluido será igual a la superficiefluido será igual a la superficieunidad por la altura h y por launidad por la altura h y por ladensidad del fluidodensidad del fluido ..
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Si consideramos una superficie de (s) 1 cm2 a unaprofundidad (h) de 10 m, en varios liquidos con
distinta densidad ( )Liquido Densidad () (kg/dm3 ó kg/l )
agua 1
aceite 0,8
mercurio 1 3,6
Liquido Peso = V x Presión = Peso/superficie
agua 1 kg 1 kg/cm2
aceite 0,8 kg 0,8 kg/cm2
mercurio 1 3,6 kg 1 3,6 kg/cm2
La presiónhidróstatica encada uno de loslíquidos será:
h
S
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ECUACIÓN FUNDAMENTALECUACIÓN FUNDAMENTAL
ESTÁTICA DE FLUIDOSESTÁTICA DE FLUIDOS(1)(1)�Las fuerzas que mantienen en equilibrio una porción defluido son las siguientes:
�El peso, que es igual al producto de la densidad delfluido, por su volumen y por la intensidad de lagravedad , ( S·dy)g.�La fuerza que ejerce el fluido sobre su cara inferior, PS�La fuerza que ejerce el fluido sobre su cara superior,(P+dP)S
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ECUACIÓN FUNDAMENTALECUACIÓN FUNDAMENTAL
ESTÁTICA DE FLUIDOSESTÁTICA DE FLUIDOS(2)(2) Si el punto B está en laSi el punto B está en la
superficie y el punto A estásuperficie y el punto A estáa una profundidada una profundidad hh. La. La
ecuación anterior seecuación anterior seescribe de forma másescribe de forma máscómoda. Ahora, Pcómoda. Ahora, P0 0 es laes lapresión en la superficie delpresión en la superficie del
fluido (la presiónfluido (la presiónatmosférica) y P la presiónatmosférica) y P la presióna la profundidada la profundidad hh..
P= PP= P0 0 + + gh gh
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En el caso del agua al tomar como valor de laEn el caso del agua al tomar como valor de ladensidad la unidad, la presión aumentadensidad la unidad, la presión aumenta
proporcionalmente con la profundidad.proporcionalmente con la profundidad.
La resultante la podemossituar a 2/3 de la profundidad
En el caso de una pared la presion seEn el caso de una pared la presion sepuede representar como un triangulopuede representar como un triangulo
h2/3 h
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PRESIÓNPRESIÓN DE VAPORDE VAPOR
Depende de la Tª.Depende de la Tª. Cuando esta aumenta se incrementa laCuando esta aumenta se incrementa la
PPvaporvapor
Incrementa la cantidad de materia en faseIncrementa la cantidad de materia en fasegaseosagaseosa
Es la presión queEs la presión queejerce el vapor sobreejerce el vapor sobrela superficie de la fasela superficie de la fase
líquida.líquida.
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PRESIÓN ATMOSFÉRICAPRESIÓN ATMOSFÉRICA
Es la presión que genera, el peso de la columna deEs la presión que genera, el peso de la columna deaire.aire.
El valor referencia es referido a nivel del mar y aEl valor referencia es referido a nivel del mar y a25ºC25ºC
PPatmatm=1013 mbar = 10,13 kPa = 760 mm Hg=1013 mbar = 10,13 kPa = 760 mm Hg
Depende del clima y temperaturaDepende del clima y temperatura(densidad del aire)(densidad del aire)
Disminuye a la mitad por cada 5600 m altitudDisminuye a la mitad por cada 5600 m altitud PPatmatm=2,35 kPa a 10.700 m de altitud=2,35 kPa a 10.700 m de altitud
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PRESION RELATIVAPRESION RELATIVA~PRESION ABSOLUTA~PRESION ABSOLUTA
Presión absoluta: es la presion totalPresión absoluta: es la presion totalsoportadasoportada
Presión relativa: Es cuando se toma laPresión relativa: Es cuando se toma laPresión atmosférica, como valor dePresión atmosférica, como valor dereferencia. Es la que habitualmente sereferencia. Es la que habitualmente se
mide con los manometrosmide con los manometros
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PRINCIPIO PASCALPRINCIPIO PASCAL
El incremento de presiEl incremento de presióónnen cualqui er punto de un en cualqui er punto de un l l í í quido alcanza, con un quido alcanza, con un aumento id entico a todos aumento id entico a todos los puntos d el l los puntos d el l í í quido (el quido (el
l l í í quido es incompr esi bl e).quido es incompr esi bl e).Otra definiciOtra definicióón del mismon del mismo ³ ³eses
que la presique la presióón en un ln en un lí í quidoquidoes la misma en todos suses la misma en todos suspuntos y en todas laspuntos y en todas lasdireccionesdirecciones´ ´ P
P
PP
P
El aumento de presión P esidéntico en cualquier punto dellíquido
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PRENSA HIDRAULICAPRENSA HIDRAULICALa fuerzaLa fuerza F F aplicada en el cilindroaplicada en el cilindropequeño de superficiepequeño de superficie S S , generara, generarauna presión
P= F / S P= F / S Aplicando el principio de Pascal laAplicando el principio de Pascal laPresión sobre la base del cilindroPresión sobre la base del cilindromayor de superficiemayor de superficie S¶ S¶ será la misma,será la misma,por tanto, la fuerza generada enpor tanto, la fuerza generada endicho cilindro, tendrá el valor:dicho cilindro, tendrá el valor:
F¶ = P x S¶ F¶ = P x S¶ El aumento de la fuerza obtenidaEl aumento de la fuerza obtenidaestará íntimamente relacionado con laestará íntimamente relacionado con larelación entre la superficierelación entre la superficie S S yy S¶ S¶ ..
Para poderPara poder´ aumentarµ ´ aumentarµ
la fuerzala fuerza F F
podemos emplear un sistema depodemos emplear un sistema depalanca con lo cual es posible elpalanca con lo cual es posible elmovilizar un gran peso utilizando unamovilizar un gran peso utilizando unapequeña fuerza. Es lo que hacemospequeña fuerza. Es lo que hacemosnormalmente cuando usamos unnormalmente cuando usamos ungato.gato.
También hay que tener en cuentaTambién hay que tener en cuentaque el desplazamiento del emboloque el desplazamiento del embologrande es mucho menor que en elgrande es mucho menor que en elpequeño, este inconveniente sepequeño, este inconveniente sesoluciona incorporando unsoluciona incorporando unsistema de válvulas y un depositosistema de válvulas y un depositoauxiliar de liquido.auxiliar de liquido.
F¶ F¶ F F
S S
S¶ S¶
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PRINCIPIO DE ARQUIMEDESPRINCIPIO DE ARQUIMEDES
Un cuerpo sumergido en un fluido es empujado Un cuerpo sumergido en un fluido es empujado hacia arri ba con una fuer z a igual al peso d el hacia arri ba con una f u er z a igual al peso d el f luido d espla z ado fluido d espla z ado ..
EQULIBRIOEQULIBRIO
La r esultant e hori z ontal d e las La r esultant e hori z ontal d e las fu er z as qu e actuan so br e el fu er z as qu e actuan so br e el cu erpo d ebe s er nula cu erpo d ebe s er nula
El p eso d el cu erpo d ebe igualar El p eso d el cu erpo d ebe igualar al d el fluido qu e d esaloja al d el fluido qu e d esaloja (p eso =empuj e ) ( p eso =empuj e )
El c entro d e grav edad d el cu erpo El c entro d e grav edad d el cu erpo d ebe estar en la misma v ertical d ebe estar en la misma v ertical qu e el d el empuj equ e el d el empuj e ( c entro d e( c entro d egrav edad d el fluido d esalojado ) grav edad d el fluido d esalojado )
B A
Y W
E
A: metacentro
AB: distancia
metacentrica
cuant o ma yor es AB , ma yor es
l a est abil idad
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HIDRODINÁMICAHIDRODINÁMICA
Rama de la física que estudia el movimiento deRama de la física que estudia el movimiento delos fluidoslos fluidos
Tipo movimiento:Tipo movimiento: LaminarLaminar
Cuando las lineas de corriente no se cruzan; las capas deCuando las lineas de corriente no se cruzan; las capas defluido se deslizan unas sobre otrasfluido se deslizan unas sobre otras
TurbulentoTurbulento Las lineas de corriente se entremezclanLas lineas de corriente se entremezclan
El regimen depende de varios factores que se definenEl regimen depende de varios factores que se definenelel NUMERO D E REY N OLDSNUMERO D E REY N OLDS
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NUMERO REYNOLDSNUMERO REYNOLDS Flujo laminar:Flujo laminar:
valores bajos del número devalores bajos del número deReynoldsReynolds RR, hasta, hastaaproximadamente 3000 aproximadamente 3000
Flujo turbulento:Flujo turbulento: valores devalores de RR mayores quemayores que
4400 4400 Valores intermedios de Valores intermedios de RR
cubren una amplia región encubren una amplia región enla que se produce lala que se produce latransición de flujotransición de flujo
L
V v D R
��!
� :Densidad
� :Viscosidad
�D :ø conducto�v :velocidad
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CAUDALCAUDAL Es la cantidad de fluido que circula por una seccion enEs la cantidad de fluido que circula por una seccion enla unidad de tiempo.la unidad de tiempo.
Q Q = = S .. vvmm33 / s en el S.I. / s en el S.I.
Se utilizanSe utilizanhabitualmentehabitualmenteotras unidades:otras unidades:
lpm: litros porlpm: litros porminutominuto
l/s (dml/s (dm33 /s): litros /s): litrospor segundopor segundo
mm33 /h: metros /h: metroscubicos por horacubicos por hora
S (Area ± Superficie)
V (velocidad circulación)
lpm l/s m3 /h m
3 /s
200 3,3 12,000 0,003l/s lpm m
3 /h m
3 /s
4,5 270 16,200 0,005m
3 /h lpm l/s m
3 /s
72,000 1200 20,0 0,020m
3 /s lpm l/s m
3 /h
0,150 9000 150,0 540
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ECUACION CONTINUIDADECUACION CONTINUIDAD
En cualquier conducto esta relación es constanteEn cualquier conducto esta relación es constante(ecuación de continuidad).(ecuación de continuidad).
cte VSQ !v!
12 3
Q = S1 x V1 = S2 x V2 = S3 x V3
Características Fluido ideal:�Fluido no viscoso. Se desprecia la fricción interna entre las distintas partes
del fluido�Flujo estacionario. La velocidad del fluido en un punto es constante con eltiempo�Fluido incompresible. La densidad del fluido permanece constante con eltiempo�Flujo irrotacional. No presenta torbellinos, es decir, no hay momentoangular del fluido respecto de cualquier punto.
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TEOREMA BERNOULLITEOREMA BERNOULLI Para un fluido p erf ecto sin viscosidad en movimi ento Para un fluido p erf ecto sin viscosidad en movimi ento estacionario por un conducto [ Velocidad ( v ), pr esión (P) estacionario por un conducto [ Velocidad ( v ), pr esión (P)
y d ensidad ( y d ensidad ( K K ) en cada punto son ind ep endi ent es] , la ) en cada punto son ind ep endi ent es] , la suma d e las en ergias pot encial , d e pr esión y cin ética d esuma d e las en ergias pot encial , d e pr esión y cin ética d ela unidad d e masa d el fluido s e manti en e constant e en la unidad d e masa d el fluido s e manti en e constant e en todos los puntos d e una misma lin ea d e corri ent e.todos los puntos d e una misma lin ea d e corri ent e. En l engua je m ás colo quial pod emos d efinirlo como :En l engua je m ás colo quial pod emos d efinirlo como : ³³la la suma de; la presión gener ad a por la alt ur a geomet rica, la suma de; la presión gener ad a por la alt ur a geomet rica, la producid ad por la vel ocid ad de desplazamient o y la de producid ad por la vel ocid ad de desplazamient o y la de presión , permanecen constant e a l o largo de una presión , permanecen constant e a l o largo de una
conducción´.conducción´.
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BERNOUILLIBERNOUILLIP0
V0
S0
V1 P1
S1
z0
z1
2g
vPz
2g
vPz
21 1
1
200
0 !K K
Presión cinética: debida a lavelocidad
Presión piezométrica: Presiónexterna
Presión manométrica: debida a laaltura
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TORRICELLITORRICELLI Aplicando el Teorema de Bernoulli se obtiene la Aplicando el Teorema de Bernoulli se obtiene lavelocidad de salida, de un deposito mediante unvelocidad de salida, de un deposito mediante un
orificio, relizado en una pared delgadaorificio, relizado en una pared delgada
g
v P
g
v P h
sal id a
atmatm2
02
22
!sup
h
hg2salida
v ��!
Se supone que la velocidad de descenso de lasuperficie es despreciable y la Patm, es identoca en lasuperficies libre y en el punto de salida
g
v P P h sal id a
atmatm
2
002
!
Operando obtenemos la expresión:
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EFECTO VENTURIEFECTO VENTURI La presión en un fluido (líquido o gas) en movimiento es menor enLa presión en un fluido (líquido o gas) en movimiento es menor en
las zonas donde la velocidad del fluido es mayor.las zonas donde la velocidad del fluido es mayor. Una explicación simplificada es que al pasar a una zona donde laUna explicación simplificada es que al pasar a una zona donde la
corriente lleva mayor velocidad, las moléculas del fluido han de usarcorriente lleva mayor velocidad, las moléculas del fluido han de usar
parte de su energía total en acelerar (convirtiendo parte de esaparte de su energía total en acelerar (convirtiendo parte de esaenergía total en energía cinética) y les queda menos energíaenergía total en energía cinética) y les queda menos energíadisponible para ejercer presióndisponible para ejercer presión
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EFECTO VENTURIEFECTO VENTURI (2)(2)
Si consid eramos qu e Z es igual en am bos puntos (tu bo hori z ontal )Si consid eramos qu e Z es igual en am bos puntos (tu bo hori z ontal )y aplicamos Bernoulli en los puntos A y B:y aplicamos Bernoulli en los puntos A y B:PP A A + v+ v A A2/2g = P2/2g = PBB + v+ vBB2/2g2/2g
aplicando en am bos puntos la ecuación d e continuidad aplicando en am bos puntos la ecuación d e continuidad SS A A x V V A A = S= SBB x V VBB si si SS A A > S> SBB entonc es entonc es V V A A << VB VB
P ara qu e s e cumpla el t eor ema d e Bernouilli P ara qu e s e cumpla el t eor ema d e Bernouilli PPBB < P< P A A
Es lo qu e s e conoc e como EFECTO VENTURI Es lo qu e s e conoc e como EFECTO VENTURI ..
A B
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MEDICION CAUDALESMEDICION CAUDALESME
DICION CAU
DALES: mediante tubos piezometricos calibrados
)()P2(PSSQ2B
2A
BABA
�!
A B
h
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TROMPA DE AGUATROMPA DE AGUATROMPA DE AGUA: Para poder aspirar. El mismo sistema que seutiliza para premezcladores y algunos sistemas de cebado
Si en el estrechamiento alaplicar el efecto Venturi,conseguimos que alincrementarse la velocidad v;la presión P tome un valorinferior a la atmosférica, al
conectar un tubo al ambiente,se producirá una succión, cuyovalor será la diferencia entrela P ATM y P
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PULVERIZADORPULVERIZADORv v
El aire (fluido), al llegar alestrechamiento, provoca elEfecto Venturi.Arrastra el líquido y auda a
³pulverizarlo´
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EXPERIENCIA VENTURIEXPERIENCIA VENTURI
La presión del aire disminuye al aumentar su velocidad. Por ello el
chorro de aire en vez de separar las bolas, las une. La presión entre lasbolas, donde el aire se mueve con cierta velocidad, es menor que laque ejerce el aire quieto del exterior de las mismas y la diferencia depresión las empuja a unirse
Soplamos porun canuto,entre las 2bolas
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EFECTO MAGNUSEFECTO MAGNUS El efecto Magnus no es más que la aplicación del efecto Venturi a unEl efecto Magnus no es más que la aplicación del efecto Venturi a unobjeto redondeado que gira rápidamente en el seno de un fluido.objeto redondeado que gira rápidamente en el seno de un fluido.
Un balón que gira arrastra a suUn balón que gira arrastra a sualrededor una cierta cantidad de airealrededor una cierta cantidad de aire
que tiende a girar con él. Si además deque tiende a girar con él. Si además degirar, el balón se mueve hacia delante,girar, el balón se mueve hacia delante,en uno de los laterales el aireen uno de los laterales el aire ³arrastrado´ se mueve hacia atrás, en ³arrastrado´ se mueve hacia atrás, enla misma dirección en la que se muevela misma dirección en la que se mueverespecto al balón el aire que este serespecto al balón el aire que este seencuentra de frente y debe atravesar.encuentra de frente y debe atravesar.Ambas corrientes de aire se ³ayudan´,Ambas corrientes de aire se ³ayudan´,con lo cual aumenta la velocidad delcon lo cual aumenta la velocidad delaire en ese lateral. En el otro lado elaire en ese lateral. En el otro lado elaire ³arrastrado´ se mueve haciaaire ³arrastrado´ se mueve haciadelante, enfrentándose al airedelante, enfrentándose al aire ³atravesado´ que va hacia atrás, y su ³atravesado´ que va hacia atrás, y suvelocidad disminuye.velocidad disminuye.
La diferencia de velocidad del aireLa diferencia de velocidad del aireprovoca (de nuevo el efecto Venturi)provoca (de nuevo el efecto Venturi)una diferencia de presión entre los dosuna diferencia de presión entre los doslaterales del balón que desvía el balónlaterales del balón que desvía el balónhacia uno de los lados de suhacia uno de los lados de sutrayectoria. Y ese es el origen deltrayectoria. Y ese es el origen delsorprendente ³efecto´ que algunossorprendente ³efecto´ que algunosfutbolistas son capaces de imprimir alfutbolistas son capaces de imprimir albalón basándose solo en subalón basándose solo en su habilidadhabilidad
y experiencia, sin necesidad de habery experiencia, sin necesidad de haberoído hablar nunca del efecto Magnus.oído hablar nunca del efecto Magnus.
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CALCULO CAUDALESCALCULO CAUDALES
La máxima velocidad debe estar entreLa máxima velocidad debe estar entre 2 2 yy2 ,5 2 ,5 m/sg para 70mm y 45mm ym/sg para 70mm y 45mm y 3 3 m/sgm/sgpara25mm.para25mm.
El caudal máximo que debe circular porEl caudal máximo que debe circular pormangueras de 25mm, 45mm y 70mm.mangueras de 25mm, 45mm y 70mm.
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CALCULO CAUDALESCALCULO CAUDALES
SS25mm25mm = 0,04908 dm= 0,04908 dm22
SS45mm45mm = 0,15896 dm= 0,15896 dm22
SS70mm70mm = 0,38484 dm= 0,38484 dm22
4
22 J
T T !�! R S
1800dm/minmin60
1 1 0dm3
!�
!! s
mv mm3
25
1200dm/mi!! s
mv mm2
45
1 200dm/minmin601
1 0dm2!
�!! sm
v mm
270
øQ = S x v
25mm 88 l /min
45mm 198 l /min
70mm 461 l /min
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PERDIDA DE CARGAPERDIDA DE CARGA
En una conducción podemos observar que a lo largo de lamisma hay una disminución progresiva de la presión es lo
que se denomina P erd i da d e Car ga y viene definida por la perd i da d e pr esi ón a l o lar go d e una conducci ón como con sec uenci a d e la d isipaci ón d e ener gí a por efecto d el r oce ent r e la s lami na s d e l iqui d o y sobr e tod o ent r e este y la s par ed es d e la conducci ón.
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PERDIDA DE CARGAPERDIDA DE CARGA
La perdida de carga depende:La perdida de carga depende: Viscosidad de fluido Viscosidad de fluido Paredes del conductoParedes del conducto
Homogeneidad del conductoHomogeneidad del conducto Velocidad de circulación Velocidad de circulación
Los valores se calculan con la siguiente formula:
Aquí esta representada la formula de H azen-Will iam s, donde K es una
constante que depende del material de la tuber ía(0,28 K)1,85 D4,87
Q1,85
J=1
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TABLA PERDIDAS CARGATABLA PERDIDAS CARGA
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Para un Caudal en un tipo determinado dePara un Caudal en un tipo determinado detubería la perdida de carga solo podemostubería la perdida de carga solo podemos
modificarla, en función de la velocidadmodificarla, en función de la velocidaddisminuyendo o aumentando eldisminuyendo o aumentando el øø,, o haciendoo haciendoque el tendido del conducto sea homogéneo,que el tendido del conducto sea homogéneo,disponiendo el menor número posible dedisponiendo el menor número posible de
uniones curvas y elementos extraños.uniones curvas y elementos extraños.
�Perdida de carga localizada: debido a la existencia de unelemento en el conducto. U niones por racores , válvul as ,
el ementos como d osificad ores , reducciones , bif urcaciones ,c ur v as , etc .
�Perdida de carga unitaria: perdida por rozamiento en elconducto por unidad lineal de medida.
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CALCULO TENDIDOSCALCULO TENDIDOS
Si tenemos una instalación de mangueras con 60 Si tenemos una instalación de mangueras con 60 m de 70 mm, 90 m de 45 mm, 30 de 25 mm.m de 70 mm, 90 m de 45 mm, 30 de 25 mm.Por la que circula un caudal de 150 l/min y laPor la que circula un caudal de 150 l/min y ladiferencia de altura de la bomba a la lanza es dediferencia de altura de la bomba a la lanza es de
30 m. Vamos a calcular cual sería la presión en30 m. Vamos a calcular cual sería la presión enla bomba (PB) para tener en la lanza (PL) 4 la bomba (PB) para tener en la lanza (PL) 4 kp/cm2.kp/cm2.
60m de
70mm
90 m de
45 mm
30m de
25 mm30
PL= 4 kp/cm2
PB=?
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CALCULO TENDIDOSCALCULO TENDIDOS
Aplicaremos la formula: Aplicaremos la formula:
P B = PL + H + J P B = PL + H + J
PB.PB.--presión en la bombapresión en la bomba
PL.PL.-- presión Lanzapresión LanzaH.H.-- la presión debida a la alturala presión debida a la alturaJ.J.-- la perdida de cargala perdida de carga
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CALCULO TENDIDOSCALCULO TENDIDOS
La perdida de carga en los diferentes tramos de manguera para elcaudal Q=150 l/min, según la tabla seria
ø J por tramo 30m Nº tramos J (kp/cm2
)
70 0,25 2 0,5
45 0,5 3 1,5
25 6 1 6
La perdida de carga total será : J = 8 kp/cm2
La presión debida a la altura será H = 30 m/10 = 3 kp/cm2
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CALCULO TENDIDOSCALCULO TENDIDOS
Pb=4 kp/cm2 + 8 kp/cm2 + 3 kp/cm2
Pb= 15 kp/cm2
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CALCULO TENDIDOSCALCULO TENDIDOS
Perdida de C arga % Perdida de C arga e mcapor cada 1 00 ml i eales
Perdida de C arga e kp/cm2
por cada 1 00 mli
eales
PC por metro ma guera kp/cm2
PC por tramo kp/cm2
PC total kp/cm2
J d70 mm 0,75% 0,75 0,075 0,0075 0,25 0,5
J d45 mm 1 ,5% 1 ,5 0,1 5 0,01 5 0,5 1 ,5
J d25 mm 20% 20 2 0,2 6 6
Diferentes formas de expresar la perdida de carga:
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H
J J P P bombabomba
P P lan zalan za
H
J J
H
J J
P P bombabomba
P P lan zalan za
DIFERENTES CASOSDIFERENTES CASOS
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Representación gráficaRepresentación gráficaPC
70
PL
PB
PC
45
PC
25
Hø70 ø45
ø25
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BOMBAS de AGUABOMBAS de AGUA
Son maquinas que realizan un TrabajoSon maquinas que realizan un Trabajopara mantener un líquido en movimientopara mantener un líquido en movimiento
El Trabajo se invierte en aumentar laEl Trabajo se invierte en aumentar la
presión y/o la energía cinéticapresión y/o la energía cinética
TRANSFORMAN ENERGIA MECÁNICATRANSFORMAN ENERGIA MECÁNICAEN ENERGIA DE PRESIÓNEN ENERGIA DE PRESIÓN
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TIPOS de BOMBATIPOS de BOMBA
BOMBAS
CENTRIFUGAS VOLUMÉTRICAS
ALTERNATIVAS ROTATIVAS
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CENTRIFUGASCENTRIFUGAS
Un elemento giratorio, comunica al fluidoUn elemento giratorio, comunica al fluidoenergía cinética, que posteriormente seenergía cinética, que posteriormente setransforma en parte en Energía detransforma en parte en Energía dePresión.Presión.
No existe una relación definida yNo existe una relación definida yconstante entre la velocidad de giro delconstante entre la velocidad de giro deleje y el volumen descargadoeje y el volumen descargado
Caudal depende de la resistencia alCaudal depende de la resistencia almovimiento de la línea de descargamovimiento de la línea de descarga
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VOLUMÉTRICAS VOLUMÉTRICAS
Existe una relación entre la velocidad deExiste una relación entre la velocidad demovimiento de los elementos de bombeomovimiento de los elementos de bombeo
y la cantidad de liquido impulsadoy la cantidad de liquido impulsado Alternativas: Elemento de impulsión posee un Alternativas: Elemento de impulsión posee un
movimiento de vaivénmovimiento de vaivén Rotativas: Elemento de impulsión gira deRotativas: Elemento de impulsión gira de
forma continuaforma continua
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ALTERNATIVAS ALTERNATIVAS
De embolo:De embolo: Constan de un pistón alojado en un cilindro,Constan de un pistón alojado en un cilindro,
con una entrada de aspiración y una salida decon una entrada de aspiración y una salida deimpulsión; equipadas con válvulas deimpulsión; equipadas con válvulas deretención para que el flujo sea siempre enretención para que el flujo sea siempre enuna sola direcciónuna sola dirección
Diafragma:Diafragma: Un diafragma (elemento laminar flexible)Un diafragma (elemento laminar flexible)sustituye al pistón y una cámara al cilindrosustituye al pistón y una cámara al cilindro
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ROTATIVASROTATIVAS
EngranajeEngranaje::Constan de 2Constan de 2engranajes rectos, unoengranajes rectos, unomotriz fijo al eje demotriz fijo al eje de
accionamiento y otroaccionamiento y otroconducidoconducidoHusilloHusillo::
PaletasPaletas::Un rodete provisto deUn rodete provisto de
paletas gira en unapaletas gira en unacámara asimétricacámara asimétrica
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CENTRIFUGASCENTRIFUGAS
Transforman la velocidad (energíaTransforman la velocidad (energíacinética) en energía potencial.cinética) en energía potencial.
Poseen la entrada de forma axial al eje dePoseen la entrada de forma axial al eje de
giro.giro. El flujo es conducido por elEl flujo es conducido por el rod et erod et e haciahaciael exterior por efecto de la fuerzael exterior por efecto de la fuerzacentrifuga.centrifuga.
La forma del cuerpo transforma laLa forma del cuerpo transforma lavelocidad en Presión.velocidad en Presión.
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BOMBA CENTRIFUGABOMBA CENTRIFUGA
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FUNCIONAMIENTOFUNCIONAMIENTO
La forma del rodete aumenta la velocidad en laLa forma del rodete aumenta la velocidad en laentrada.entrada. Se crea una depresión que tiende a ser ocupada porSe crea una depresión que tiende a ser ocupada por
el fluido de la conducción de alimentaciónel fluido de la conducción de alimentación El rodete al girarEl rodete al girar
comunica velocidadcomunica velocidad La forma del cuerpoLa forma del cuerpo canaliza el agua hacia la salidacanaliza el agua hacia la salida Reduce las turbulenciasReduce las turbulencias
Disminuye la velocidad al final aumentandoDisminuye la velocidad al final aumentando øøsalidasalida
ConvierteConvierte I I cincinééticatica enen I I potencialpotencial
C B bC B b
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C uerpo Bomba:C uerpo Bomba: Conjunto rodeteConjunto rodete--cuerpocuerpo
C ebado:C ebado:
Sistema de llenado del conducto de aspiraciónSistema de llenado del conducto de aspiración V elocidad giroV elocidad giro:: r.p.m para la que ha sido diseñada la bomba (vehículos c.i.r.p.m para la que ha sido diseñada la bomba (vehículos c.i.
normalmente 3x las del motor del vehículo)normalmente 3x las del motor del vehículo) Altura aspiración Altura aspiración ::
Altura máxima del eje del rodete sobre la superficie del liquido Altura máxima del eje del rodete sobre la superficie del liquido Altura Manométrica Altura Manométrica::
Altura máxima de elevación, incluida la de aspiración Altura máxima de elevación, incluida la de aspiración NPSH (P r esión Aspiración P ositiva N eta):NPSH (P r esión Aspiración P ositiva N eta):
Presión que hace que el liquido suba por la tubería de aspiración.Presión que hace que el liquido suba por la tubería de aspiración.Depende del Caudal, PDepende del Caudal, Patmatm, Tª y del diseño de la bomba., Tª y del diseño de la bomba.
El NSPH disponible en cada momento debe ser mayor al de laEl NSPH disponible en cada momento debe ser mayor al de labomba para esas condicionesbomba para esas condiciones
C audal C audal
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DISEÑODISEÑO El diseño del rodete:El diseño del rodete:
Anchura Anchura Nº paletasNº paletas Angulo de las paletas Angulo de las paletas Diametro del ojo de entradaDiametro del ojo de entrada
Influye sobre el rendimiento de la bombaInfluye sobre el rendimiento de la bomba Cuanto mayores sean :Cuanto mayores sean : anchura rodeteanchura rodete nº paletasnº paletas
angulo paletasangulo paletas ø ø ojoojo Curva caracteristica es más plana,Curva caracteristica es más plana,
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CURVAS CARACTERISTICASCURVAS CARACTERISTICAS
Representación del rango de funcionamiento de unaRepresentación del rango de funcionamiento de unabomba, relacionando Caudal y Presiónbomba, relacionando Caudal y Presión
A continuación 2 gráficos en función del régimen de giro A continuación 2 gráficos en función del régimen de giro La curva debe ser progresiva, lo que indica un buen diseñoLa curva debe ser progresiva, lo que indica un buen diseño
para una bomba C.I.para una bomba C.I. ETAPA ALTA
0
10
20
30
40
50
0 100 200 300 400 500 600 700 800l/min
k p / c m
¡
3000 rpm
3300 rpm
3500 rpm
ETAPA BAJA
0
2
4
6
8
10
12
0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400l/min
k p / c m
¡
3000 rpm
3300 rpm
3500 rpm
EN C U ALQUIER MOMENTO, ELEN C U ALQUIER MOMENTO, EL
SISTEM A ESTARA EN UN SISTEM A ESTARA EN UN PUNTO DE LA C UR V A SEGÚN PUNTO DE LA C UR V A SEGÚN V ARIEN LAS C ONDICIONES. V ARIEN LAS CONDICIONES.
CURVA BOMBA IDEAL
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CURVA BOMBA IDEAL
ALTA / BAJA PRESIÓNALTA / BAJA PRESIÓN
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ALTA / BAJA PRESIÓNALTA / BAJA PRESIÓN B ombas Alta P r esión:B ombas Alta P r esión:
Presiones de Trabajo entre 16 y 60 kp/cmPresiones de Trabajo entre 16 y 60 kp/cm22
B ombas B aja P r esión:B ombas B aja P r esión:
Presiones hasta 15 a 20 kp/cmPresiones hasta 15 a 20 kp/cm22
B ombas P r esión C ombinada:B ombas P r esión C ombinada:
Bomba que agrupa una etapa de baja y otra de altaBomba que agrupa una etapa de baja y otra de altapresión. La etapa de baja puede trabajar de formapresión. La etapa de baja puede trabajar de formaindependiente. Poseen varios rodetesindependiente. Poseen varios rodetes
B ombas Multi etapas:B ombas Multi etapas:
2 o más rodetes con sus respectivos cuerpos, unidos por2 o más rodetes con sus respectivos cuerpos, unidos porel mismo eje. La descarga de la 1º etapa es aspirada porel mismo eje. La descarga de la 1º etapa es aspirada porla 2ª y sucesivamente.la 2ª y sucesivamente.
BB
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BBOOMM
BBAA
MMUU
LLTTIIEETTAAPPAA
BOMBA CENTRIFUGABOMBA CENTRIFUGA
GRUPOGRUPOCONTRACONTRAINCENDIOSINCENDIOS
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CEBADOCEBADO Las bombas centrifugas pueden aspirar aguaLas bombas centrifugas pueden aspirar agua
desde una altura (aspiración).desde una altura (aspiración). Por diseño de funcionamiento no son aptas paraPor diseño de funcionamiento no son aptas para
gases, por lo cual no pueden eliminar el aire delgases, por lo cual no pueden eliminar el aire delconducto de aspiración.conducto de aspiración.
Se hace necesario un mecanismo deSe hace necesario un mecanismo de c ebadoc ebadoque realice esta funciónque realice esta función
Crean un vacio entre el rodete y la linea deCrean un vacio entre el rodete y la linea de
agua. La Pagua. La Patmatm sobre la superficie del líquido losobre la superficie del líquido loempuja y ocupa, ascendiendo el espacio de laempuja y ocupa, ascendiendo el espacio de latuberia de aspiración.tuberia de aspiración.
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SISTEMAS DE CEBADOSISTEMAS DE CEBADO
Sistemas autocebantes:Sistemas autocebantes: Un deposito auxiliar y un juego de llaves que llenan laUn deposito auxiliar y un juego de llaves que llenan la
el conducto de aspiración. Es necesario el uso de unael conducto de aspiración. Es necesario el uso de unavalvula de pievalvula de pie
Sistemas de Venturi:Sistemas de Venturi: Eyector de Gases: aprovecha los gases del escape,Eyector de Gases: aprovecha los gases del escape,
similar a un pulverizadorsimilar a un pulverizador Anillo de agua automático Anillo de agua automático
Depresor de vacio: bomba electrica auxiliarDepresor de vacio: bomba electrica auxiliar OtrosOtros
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SISTEMAS DE CEBADOSISTEMAS DE CEBADO
EYECTOR GASES ESCAPEANILLO AGUA AUTOMÁTICO
CAVITACIONCAVITACION
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CAVITACIONCAVITACION Cuando un líquido pasa por el impulsor de una bomba, se produceCuando un líquido pasa por el impulsor de una bomba, se produce
un cambio de presión.un cambio de presión.
Si la presión absoluta de un líquido cae por debajo de su presión deSi la presión absoluta de un líquido cae por debajo de su presión devapor, se producirá cavitación que es la formación de pequeñasvapor, se producirá cavitación que es la formación de pequeñasburbujas de vapor.burbujas de vapor.
Las zonas de vaporización obstruyen el flujo limitando la capacidadLas zonas de vaporización obstruyen el flujo limitando la capacidadde la bomba.de la bomba.
Al avanzar el fluido a una zona de mayor presión, las burbujas Al avanzar el fluido a una zona de mayor presión, las burbujas
colapsan y su implosión puede producir un picado del impulsorcolapsan y su implosión puede producir un picado del impulsor La cavitación suele producirse con mas frecuencia cerca de la salidaLa cavitación suele producirse con mas frecuencia cerca de la salida(periferia) de los impulsores de flujo radial y mixto, donde se(periferia) de los impulsores de flujo radial y mixto, donde sealcanzan las velocidades mayores.alcanzan las velocidades mayores.
También puede aparecer en la aspiración del impulsor, donde lasTambién puede aparecer en la aspiración del impulsor, donde laspresiones son menores.presiones son menores.
En el caso de las bombas de flujo axial, la parte mas vulnerable a laEn el caso de las bombas de flujo axial, la parte mas vulnerable a lacavitación es el extremo de los álabescavitación es el extremo de los álabes
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GOLPE DE ARIETEGOLPE DE ARIETE
Femoneno debido a un cambio repentinoFemoneno debido a un cambio repentinode la velocidad de circulación.de la velocidad de circulación. Una desaceleración o parada brusca esUna desaceleración o parada brusca es
absorbida temporalmente por laabsorbida temporalmente por ladeformación de la tuberia y ladeformación de la tuberia y lacompresibilidad del agua.compresibilidad del agua.
Pero se forma una onda elástica, quePero se forma una onda elástica, que
incrementa de forma importante la fuerzaincrementa de forma importante la fuerzasobre los elementossobre los elementos
FACTORES GOLPE ARIETEFACTORES GOLPE ARIETE
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FACTORES GOLPE ARIETEFACTORES GOLPE ARIETE
Velocidad del flujo de líquido Velocidad del flujo de líquido Velocidad de la onda de presión Velocidad de la onda de presión No interviene ni la longitud ni el perfil deNo interviene ni la longitud ni el perfil de
la conducciónla conducción Velocidad de la onda de presión es igual a Velocidad de la onda de presión es igual a
la del sonido en el agua.la del sonido en el agua.
Puede llegar a duplicar la Presión dePuede llegar a duplicar la Presión detrabajotrabajo
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EVITAR GOLPE ARIETEEVITAR GOLPE ARIETE
Evitar cierres yEvitar cierres yaperturas bruscas deaperturas bruscas devalvulas (sobre todo envalvulas (sobre todo enlas de ¼ vuelta)las de ¼ vuelta)
Utilizar elementosUtilizar elementosminimicen los efectos,minimicen los efectos,
valvulas de retención ovalvulas de retención o Valvulas de globo. Valvulas de globo.
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LANZALANZA
Elemento que permite formar un chorro de agua, paraElemento que permite formar un chorro de agua, paraponer esta en las condiciones deseadas en un incendio.poner esta en las condiciones deseadas en un incendio.
Convierte la energía de presión en energía de velocidad.Convierte la energía de presión en energía de velocidad.
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Cuando se necesita penetraciónCuando se necesita penetración Caudal depende de la presión y elCaudal depende de la presión y el
øø de la boquilla.de la boquilla.
l P Q d ��!2
6660,Q= caud al l /min
d= ø boqui lla sal id a
P l = Presión en la lan za
LANZAS CHORRO COMPACTOLANZAS CHORRO COMPACTO
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LANZAS NEBULIZACIÓNLANZAS NEBULIZACIÓN
Permiten diferentes formas y ángulosPermiten diferentes formas y ángulosde pulverizaciónde pulverización Caudal fijado por diseñoCaudal fijado por diseño ( a 7 kp/cm( a 7 kp/cm22 ) )
Caudal aumenta con elCaudal aumenta con el áángulo dengulo depulverizacipulverizacióónn Existen modelos de:Existen modelos de:
Caudal constanteCaudal constante Con regulaciCon regulacióón de caudaln de caudal
REACCION EN LA LINEAREACCION EN LA LINEA
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REACCION EN LA LINEA REACCION EN LA LINEA MA
NGUERAMA
NGUERA
Las fuerzas de reacción están provocadasLas fuerzas de reacción están provocadaspor los cambios de dirección del flujo depor los cambios de dirección del flujo de
agua, debido a curvaturas en laagua, debido a curvaturas en la lí nea d e lí nea d e man gueraman guera
Ver tablas Manual NF PA Ver tablas Manual NF PA pag 1583pag 1583
Reacción en lanza:Reacción en lanza: Es la provocada por la descarga y tiene laEs la provocada por la descarga y tiene lamisma dirección pero sentido opuesto al flujomisma dirección pero sentido opuesto al flujode salidade salida
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REACCIÓNREACCIÓN
L R P d F ��! 200160,F R = F uer za Reacción en N (Newt on)
D= Diámet ro lan za en mm
P L= Presión Lan za en kP a
Se debe cuidar el uso de chorros desde escalas. Debido a lasgrandes fuerzas que se pueden generar aumentados por elefecto palanca
Las tuberías de escala no se deben desplazar horizontalmente ycomo máximo 15º
No bajar y subir las escalas mientras estamos descargandoagua
Las operaciones de bajar y elevar el chorro, deben realizarsecon sumo cuidado.
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FUERZAS REACCIONFUERZAS REACCION
502502 (1(133 / /88´SB)´SB) 80 psi80 psi 227 lb/f 227 lb/f
500500 100 psi100 psi 253 lb/f 253 lb/f
750750 100 psi100 psi 379 lb/f 379 lb/f 10001000 100 psi100 psi 505 lb/f 505 lb/f
12501250 100 psi100 psi 631 lb/f 631 lb/f
Presion LanzaPresion Lanza Reaccion LanzaReaccion LanzaCaudalCaudal (GPM)(GPM)
REACCIONREACCION
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REACCIONREACCION
0
50
100
150
200
250
300
0 50 100 150 200 250 300
FLOW (GPM)
R E A C T I O N
( L B S ) o r P R E S
S U R E ( P S I )
REACTION FORCE
AUTOMATIC NOZZLE(NOZZLE PRESSURE = 100 PSI)
REACTION FORCE
125 GPM
SELECTABLE
NOZZLE PRESSURE
125 GPMSELECTABLE
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PRESION CAUDAL DESCARGA PRESION CAUDAL DESCARGA LANZASLANZAS
0
50
100
150
200
250
300
0 50 100 150 200 250 300
FLOW( )
O Z Z L E
E S S U R
E
(
S I ) 95
OZZLE
125 OZZLE
15/16 S.B.
NOZZLE
95
100 psi125
@ 100 psi
182 @ 50 psi
REGULACION CAUDALREGULACION CAUDAL
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REGULACION CAUDALREGULACION CAUDAL
NOTE: Baff le o¢
enin£
.
NOTE: Chan£
e in baff le o¢
enin£
as g¢
m incr eases.
NOTE: Change in baff le o¢
ening as g¢
m incr eases.
300 GPM 100 PSI
200 GPM 100 PSI
100 GPM 100 PSI
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0
50
100
150
200
250
300
0 50 100 150 200 250 300
FLOW (GPM)
N O Z Z L E P R E S S U R E
( P S I )
5 GPM NOZZ LE
125 GPM NOZZ LE
15 /16 S.B . NOZZLE
AUTOMATIC NOZ.
70 to 250 GPM
100 si
Automatic
GRÁFICO LANZA AUTOGRÁFICO LANZA AUTO
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VALVULAS APERTURAVALVULAS APERTURA
Válvula Bola Válvula Slide
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CHORRO CRUZADOCHORRO CRUZADO
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CHORRO ABIERTOCHORRO ABIERTO
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CHORRO CORRECTOCHORRO CORRECTO
FORMADORES NIEBLAFORMADORES NIEBLA
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FORMADORES NIEBLAFORMADORES NIEBLADientes fijos metálicos
Dientes Goma doble filaDientes Goma doble fila
Dientes giratoriosDientes giratorios
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CHORROS TIPOSCHORROS TIPOS