7/25/2019 Tiempo de Vaciado de Un Recipiente

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TIEMPO DE VACIADO DE UN RECIPIENTE

El vaciado de recipientes y ductos es un proceso frecuente en la operacin de

sisteas !idr"ulicos# Epero$ salvo en el caso de las %randes protecciones de

"&uinas 'c!ieneas de e&uili(rio o tan&ues neu"ticos) es un tea

relativaente poco tratado o &ue se resuelve a veces en fora super*cial$ por

no decir ar(itraria# Esto puede ser acepta(le en casos de pe&ue+as

instalaciones en las cuales los fenenos asociados al vaciado pueden ser de

iportancia ar%inal# ,in e(ar%o en la pr"ctica c!ilena$ y$ especialente$ en

los %randes proyectos ineros c!ilenos y-o e.tran/eros se eplean ductos uy

%randes &ue de(en ser vaciados0 centenares de etros de desnivel$ decenas y

a veces "s de una centena de 1iletros de lar%o y caudales de"s de 2

34-sec5# En estas instalaciones$ a veces rai*cadas$ de di"etros varia(les o

interconectados$ el feneno de vaciado es esencial y puede ser una liitante

para ciertos procesos o procediientos# De a&u6 el inter7s pr"ctico de

anali8arlo en detalle# En el presente estudio solaente se tratar"n l6&uidos$ &ue

es el caso tradicional del vaciado %ravitatorio de ductos#

9a divisin "s iportante es la &ue se re*ere a la rapide8 del transiente$ ya

&ue ella no solaente ca(ia los fenenos involucrados$ sino &ue odi*ca

las ecuaciones &ue %o(iernan el feneno# 9a divisin &ue si%ue es cl"sica

'ver$ por e/eplo$ A(reu et al# 325)0

: Transientes uy lentos o cuasiest"ticos0 9a inercia de las colunas l6&uidas

es uy pe&ue+a y entonces son v"lidas las ecuaciones del ;u/o estacionario$

instante a instante#

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en este aspecto &ue el c"lculo se puede desarrollar epleando las relaciones

para ;u/o estacionario$ pero considerando &ue las presiones y velocidades son

funciones del tiepo# Coo e/eplos t6picos se pueden encionar las

sin%ularidades 'to(eras$ v"lvulas$ etc) o casos en &ue la operacin es

controladaente paulatina#

: Transientes lentos o oderadaente r"pidos0 en estos la inercia de las

conducciones no puede despreciarse y esto iplica &ue las ecuaciones del

oviiento de(en incluir e.pl6citaente las aceleraciones del ;uido# El

e/eplo "s espectacular son las %randes oscilaciones en asa &ue se

producen en las o(ras !idr"ulicas$ asociadas a c!ieneas de e&uili(rio y-o a

c"aras neu"ticas#

: Transientes uy r"pidos '%olpe de ariete)0 Para estas situaciones$ ade"s de

las aceleraciones e inercias asociadas es necesario toar en cuenta las

caracter6sticas el"sticas del l6&uido y de la tu(er6a#

9a clasi*cacin t6pica de los odelos &ue anali8an los transitorios !idr"ulicos

se (asa en la consideracin o no de las caracter6sticas el"sticas del sistea

';uido y tu(er6a)# Dando ori%en a la si%uiente divisin0

: Modelo de Coluna r6%ida0 Este odelo no considera las caracter6sticas

el"sticas del sistea o (ien la celeridad de la onda de presin con &ue se

transite la inforacin es in*nita# Coo consecuencia de esto$ las

velocidades son i%uales en toda la coluna de a%ua para un instante

de tiepo dado# Dentro de este odelo$ est" a&uel &ue considera la inercia de

la coluna

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'Modelo R6%ido Inercial) y a&uel &ue la desprecia 'Modelo Cuasiest"tico)#

: Modelo Coluna el"stica0 Este s6 considera la copresi(ilidad del ;uido y la

elasticidad de las paredes de la conduccin$ ade"s de la inercia# En este

odelo$ las velocidades no necesariaente son i%uales a lo lar%o de la

coluna para un deterinado instante de tiepo$ ya &ue la inforacin de las

pertur(aciones se transite con una velocidad *nita &ue depende de las

caracter6sticas de la conduccin y de los coe*cientes de copresi(ilidad del

;uido y de la tu(er6a#