Localización de Válvulas de Desfogue
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Localización de válvulas de desfogue.
La válvula desfogue o más bien conocida como desagüe se utilizan generalmente
en los puntos más bajos del perfil topográfico con el fin de desaguar la línea en
caso de rotura durante operación; también se pueden usar para el lavado de la
línea durante la construcción.
El diámetro de expulsión se obtiene con el gasto de llenado de la tubería y una
Presión máxima de aire en la válvula de 0.14 Pa. Parte de este tema se indica la
forma de obtener el gasto de llenado.
El diámetro de admisión se obtiene con base al gasto máximo de vaciado
considerando una depresión máxima admisible de 0.35 Pa y un adecuado tiempo
devaciado. Además, debe tomarse en cuenta la presión mínima permitida por el
material del tubo donde se coloca la válvula.
El gradiente hidráulico Sf, con el cual se empieza a desaguar la tubería, se obtiene
Sf= Ev−Dm−EdL
donde:
Ev = Diferentes elevaciones que puede tomar la superficie del agua en el tubo.
Dm = Depresión máxima admisible en la tubería, en m.c.a.
Ed = Elevación a la que se encuentra la válvula de desagüe.
L = Longitud del tubo de la conducción, medida desde el punto donde se
Encuentra la superficie del agua en el tubo hasta la válvula de desagüe.
Cabe señalar que para el cálculo de Sf, se han considerado despreciables las
pérdidas menores por accesorios, los cambios de diámetro y de rugosidad de los
tubos.
Cuando sea importante el número de accesorios y las pérdidas se consideren
Significativas, se deberán contemplar en una longitud equivalente al tubo de la
línea de conducción, sumando este valor a la longitud L ya definida.
En general, el gradiente hidráulico puede variar en cada momento al ir vaciándose
la tubería, por ello, es importante contemplar las situaciones de máximo gradiente
Hidráulico.
Una vez definido el gradiente hidráulico máximo que se presenta en el tramo que
existe entre la válvula de admisión y la de desagüe, con la ecuación de la
Hydraulics Research Station, (que se obtiene combinando las ecuaciones
de Darcy-Weisbach y de Colebrook-White) se calcula el gasto máximo de
vaciado.
Q=−π2D52 √2gsf log( e/D3.71 + 2.5 lv
D3 /2√2gsf )
Con este gasto máximo de vaciado, se podrá revisar el tiempo de vaciado. Luego
se puede examinar la opción de colocar una válvula de desagüe con un diámetro
tal que produzca la pérdida suficiente para incrementar el tiempo de vaciado que
se crea conveniente y reducir al mismo tiempo el diámetro de la válvula de
admisión.
En el caso de que las válvulas de desagüe operen todas al mismo tiempo, el gasto
de aire que admite una válvula de admisión se obtiene sumando los gastos
máximos de vaciado de los tramos que parten aguas abajo y aguas arriba de la
válvula de admisión que se analiza.
Una vez que se calculan los diámetros necesarios tanto para expulsión como para
admisión, se escoge el mayor diámetro de los dos.
El diámetro del orificio de una válvula eliminadora de aire se obtiene también, con
base a la curva de funcionamiento que proporciona el fabricante en función de la
presión de trabajo y el gasto de expulsión de aire que se puede estimar como igual
al 2% del gasto de bombeo.
Las válvulas eliminadoras de aire se pueden instalar sobre la válvula de admisión
y expulsión, en cuyo caso el conjunto se llama válvula combinada.