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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#