26. Hidráulica II Flashcards
1
Q
HIDRODINÁMICA
A
Mecánica de los fluidos que SE OCUPA DE las Leyes o Principios que Rigen el comportamiento de los FLUIDOS EN MOVIMIENTO.
Leyes muy complejas.
Importancia trabajo del bombero, MAYOR que la Hidrostatica.
2
Q
Comportamiento del fluido se encuentra bien definido, por medio de….
A
ECUACION MATEMATICA (presión. Velocidad y densidad) del Fluido en CADA PUNTO.
3
Q
Por una serie de herramientas matemáticas se llega a una expresión MUY COMPLEJA conocida como….
A
ECUACIÓN DE NAVIER-STOKES
4
Q
¿Si esta ecuacion se resolviera, Qué podemos saber con la ecuación de Navier-Stokes?¿Tiene solución?
A
- En cada momento la Velocidad, Presión y Densidad en el fluido con tan sólo sustituir valores en la solución de la ecuación.
- Pero como no tiene solución hay que empezar a realizar SIMPLIFICACIONES en el comportamiento del fluido.
5
Q
1° SIMPLIFICACIÓN, el fluido Sea INCOMPRENSIBLE.
¿ES ACEPTABLE?
A
- Densidad no varía a los largo de su movimiento.
- Es aceptable para el AGUA PRESIONES en las que trabaja en Hidráulica y AIRE a Velocidad por DEBAJO DE LA MITAD. De la Velocidad Sonido.
6
Q
2° SIMPLIFICACIÓN, VISCOSIDAD
A
Fluido no posea rozamientos Internos o Contra las conducciones por las que circula.
- Si la viscosidad de un fluido se puede DESPRECIAR es que el FLUJO NO ES VISCOSO. ADEMAS se le añade INCOMPRENSIBLE ES FLUIDO IDEAL.
7
Q
¿CÓMO se resuelve con el FLUIDO IDEAL la ecuación Navier-Stokes?
A
ECUACION DE BERNOULLI
8
Q
FLUIDO VISCOSO
2. De qué depende?
A
- Viscosidad del fluido NO se puede despreciar.
- SOLUCIÓN de Ecuación Navier-Sotkes, ya no sea tan sencilla.
- Velocidad, Densidad, Viscosidad y dimensiones de la tubería.
9
Q
- Régimen Laminar.
- Régimen Turbulento.
A
- Fluido circula en capas que se deslizan Unas Contra Otras como NAIPES en Baraja.
- Aparecen REMOLINOS. IMPOSIBLE distinguir los FILETES fluidos.
10
Q
DENSIDAD
Definición, fórmula y unidades habituales
A
- Cantidad de Masa por unidad de Volumen.
Símbolo p (“ro”). - p = m/V
- kg/m³, g/cm³, kg/l
11
Q
¿De qué DEPENDE la Densidad?
A efectos PRACTICOS?
Valores
A
- Presión y Temperatura.
- Por su Muy BAJA VARIACIOM en el caso del agua.
- pagua = 1g/cm³ = 1000kg/m3 = 1kg/l
12
Q
¿Cómo se denomina a los Fluidos, la variación de la densidad de l presión, suficiente pequeña DESPRECIABLE?
A
FLUIDOS INCOMPRENSIBLES
13
Q
PESO ESPECÍFICO
Definición, expresión, unidades habituales y Fórmula.
A
- Peso por unidad de volumen.
- Expresa en “y” (Gamma).
- N/m³, kgf/m³ y kgf/l
- y = P/V = m.g/V = p.g
14
Q
¿CÓMO se Obtiene el peso específico de la densidad?
A
Directamente Multiplicando esta pro el Valor de la Aceleración de la gravedad (9,8 m/s²).
15
Q
Peso específico del agua y mercurio
A
- yagua 9810 N/m³
- ymercurio 133416 N/m³
16
Q
VISCOSIDAD
A
Resistencia de un fluido a una FUERZA CORTANTE.
MAYOR DENSIDAD = DIFICULTAD
17
Q
¿A qué es debida principalmente en los líquidos esta resistencia?
A
Fuerzas de cohesión entre las moléculas.
18
Q
Viscosidad influida por:
A
- La temperatura
- Viscosidad DISMINUYE aumento de temperatura. (Líquido se hace más fluido)
19
Q
Dos formas de expresar la viscosidad.
Fórmula y unidades:
A
- Viscosidad Dinamica “µ” (mu)
Pa.s, N.s/m², kg/(m.s). - Viscosidad Cinemática “v” (nu)
m²/s
v=µ/p
20
Q
Viscosidad será uno de los parámetros que INIDICARÁ Tipo de Régimen del movimiento de fluido:
A
A Mayor Viscosidad MAS TENDENCIA Régimen Laminar.
21
Q
CURVA DE ESTADO
A
Representación Gráfica de la Forma o Estado de AGREGACIÓN.
Presenta sustancia ESTABLE, función de su Presión y Temperatura.
Tres estados (sólido, líquido y gaseoso).
22
Q
Pasos de estados:
- sólido a liquido
- líquido a gas
A
- FUSION
- EBULLICION
23
Q
Presión ATM del agua, fusión y ebullición
A
0°C y 100°C
24
Q
Agua líquida a estado Vapor
- aumento temperatura
- Descenso de la presión
A
- 80° a 120°
- 60°C 1 atm a 0.1 atm
25
**CAVITACIÓN**
Pasar a estado GASEOSO
26
**PUNTO TRIPLE**
0.006 atm
0.01°C
27
**PUNTO CRÍTICO**
218 atm
374°C
28
CAUDAL
Definición, fórmula y unidades habituales.
- Volumen de fluido que traviesa una sección de la conducción por unidad de tiempo.
- Q = V/t
- l/min, m³/h, m³/s
29
VELOCIDAD
Definición, Fórmula y unidades habituales.
- Espacio o Distancia recorrida por unidad de tiempo.
- v = s/t
- m/s, km/h
30
1 m/s es igual a ... km/h
3,6 km/h
31
- Parámetros más determinantes en el mundo de la hidráulica.
- Dependerá y de manera excepcional
- Velocidad del fluido (Agua)
- Pérdida de Carga a lo largo de la conducción
32
Velocidad dependerá del...
"Directamente e inversamente proporcional"
- Caudal circulante (directamente proporcional).
- Sección de la conducción (inversamente proporcional).
33
3.1 definición Ecuación de Continuidad
Definición
**EXPRESION MATEMATICA**, relaciona Velocidades y Secciones Dos tramos Distintos de una Misma Tubería.
34
3.1 No hay aporte ni salida de agua entra los dos tramos.
**CAUDAL CONSTANTE**
Tanto cada Sección de cada tramo como la Densidad se pueden considerar CONSTANTES.
35
3.1 Dos tramos de Diferente Sección de una Misma tubería (tramos 1 y 2) y conparando el movimiento de Dos Volúmenes Idénticos. Llamaremos:
Q= CAUDAL circulante, mismo largo toda circulación.
V= Volumen atraviesa ambas secciones en el Tiempo "t".
S1 y S2, secciones 1 y 2.
v1 y v2 velocidades 1 y 2.
36
3.1 Sección 1 MAS PEQUEÑA que 2, El mismo volumen de Agua V DEBERÁ:
**SER MAS ALARGADO** S1
Circular **más deprisa**.
37
3.1 Formula ecuación de continuidad
Q=S1.v1=S2.v2
38
3.1 Aplicando esta ecuación a las diferentes secciones de la **Manguera Ø** y comparándolas entre sí, se OBSERVA A IGUALDAD DE CAUDAL la VELOCIDAD será:
- 7,8 mayor 25mm que en 70mm
- 3,2 mayor 25 mm que en 45mm
- 2,4 mayor 45mm que en 70mm
39
3.1 ¿Qué tendrá las pérdidas de carga? Y de qué depende?
- REPERCUSION DECISIVA
- CUADRADO DE LA VELOCIDAD
40
3.2 Energía del agua en la conducción:
ECUACION DE BERNOULLI
Fórmula
Etotal = Epresion + Epotencial(altura) + Ecinetica(velocidad)
41
3.2 ¿Qué ocurre si esta suma de Ecuación se mantiene constante en TODA SU LONGITUD?
**Sin** Pérdidas de Carga
42
3.2 ¿CÓMO SE EXPRESAN estas energías (unidades)?
- Longitud (metro columna agua o m.c.a).
- Presión (bares, 1bar a 10 m.c.a).
43
3.2 ¿Qué es un PIEZOMETRO.
Tubos que permiten determinar la componente de presión HIDROSTATICA
44
3.2 Altura de cada columna equivale a su presion
Epresion
45
3.2 Diferencia de cota de nivel de cada PIEZOMETRO NIVEL MAXIMO DEL DEPÓSITO.
Ecinetica
46
3.2 Si estás unidades las consideramos en metros. Para pasar en bares dividiremos por.....
10
47
3.2 Esto mismo llevado a un tendido de mangueras y suponiendo que NO EXISTIERA PERDIDA DE CARGA:
Q=360l/min
Q = 360l/min, va cambiando en cada sección por tramos
Camion = 10,7 bar
Ø=45mm = 10,6 bar
Ø=70mm = 10,7 bar
Ø=25mm= 10 bar
Ø=25mm = 11 bar -10m
7bar +30m
48
3.2 Em general que las mangueras Transporten Un caudal Superior al razonable de la sección el término de la ECINETICA será
MUY PRQUEÑO
BOMBEROS podremos despreciar Esta componente Energética.
49
4. RÉGIMEN FLUJO _LAMINAR_ Y _TURBULENTO_.
- Ordenada líneas rectas Laminar
- Desordenada, turbulencias, trayectorias entrecruzan y velocidades cambiantes Turbulento.
50
4. REGIMEN LAMINAR capa de fluido ... con las paredes de la tubería tendría ... (....) , y conforme nos alejamos de estas ... que sería ... en el centro de conducción.
Ejemplo: ...
Directamente en contacto
Velocidades cero (capa límite)
Aumentaría su velocidad
Maxima
Ejemplo: pasta dentífrica a la salida de tubo que la contiene.
51
REGIMEN TURBULENTO ..., el comportamiento medio en cuanto a ... entre las zonas cercanas y las zonas próximas al centro de conducción
Ejemplo: ...
VELOCIDADES son Cambiantes
Velocidades tiene a ser similar
Ejemplo: agua en mangueras de bomberos
52
5. **NÚMERO DE REYNOLDS**
Número adimensional
Supone _cociente entre_ los términos relativos a las fuerzas de **inercia** y fuerzas de naturaleza **viscosa**.
53
5. Cuando las primeras predominan sobre las segundas el régimen tenderá a ser .... , en el caso contrario .....
1. Turbulento
2. Laminar
54
5. Fórmula REYNOLDS
Re = pV.D/µ = V.D/*v*
Re= número de Reynolds
p = densidad
V = velocidad
D = diámetro tubería
µ = viscosidad dinamica
*v* = viscosidad cinemática
55
5. Número de Reynolds
Valores Laminar y Turbulento.
Laminar = 2000 o inferiores
Turbulento = 4000 o superiores
56
5. Cuanto más nos alejamos de estos valores número de Reynolds
**Más Laminar** (20 Más que 1500)
**Más Turbulento** (300.000 Más que 10.000)
57
5. Entre 2000 y 4000 se hablaría en el régimen.....
**REGIMEN DE TRANSICIÓN**
58
5. Instalaciones que montamos los bomberos "Re" en el rango y SIEMPRE EN EL RÉGIMEN
**40.000 - 600.000**
TURBULENTO
59
6 *PERDIDA DE CARGA*
Realmente **SÍ** se da *pérdidas carga* o *pérdida de energía*
- **FRICCIÓN** partículas del fluido entre sí.
- **CONTRA** paredes de la conducción.
60
6 **DOS TIPOS de PERDIDA DE CARGA**
¿En qué se traduce?
- _Pérdida de carga **Lineal**_: lo largo de los tramos de Sección constante.
- _Pérdida de carga **Singular** (Localizada)_: paso por elementos u obstáculos (**válvulas, cambios sección, codos)**.
Se traduce en una **disminución de la presión**.
61
6 **PÉRDIDA CARGA**
Ø=25mm
Q=230l_min
¿Cuánto pierde?
18, 14, 10, 6
PC=12bar
62
6.1 *Factores determinan Pérdida de carga Lineal*
Características:
1. Fluido y 2.Conducción:
1. Viscosidad, Velocidad, Tipo de Régimen.
2. Dimensiones, Rugosidad.
63
6.1 *Factores determinan Pérdida de carga Lineal*
Resumidamente, *dependerá de: (4)
Diretamente e inversamente proporcional
- **Longitud conducción** (directamente proporciona)
- **Diametro conducción** (inversamente proporcional)
- **Velocidad** (cuadrado velodidad)
- **Viscosidad**
- **Rugosidad**
64
6.2 *Pérdida de carga Total*
Considerando las pérdidas de carga Lineal y singular, la pérdida de carga total aumentará al:
- Aumentar **longitud tendido**.
- Aumentar **caudal**.
- Aumentar **Número elementos singulares** (reducciones, estrechamientos, codos)
- Disminuir **sección**
65
**ECUACIÓN de DESCARGA**
Fórmula
v = √(2.g.h)
66
Ecuación de descarga se conoce como
**ecuación de Torricelli**
67
**ECUACIÓN TORRICELLI**
Y fórmula
Se puede **deducir aplicando** BERNULLI entre los puntos 1 y 2 **antes y después** del orificio.
Velocidad en 1 **nula**
H suficientemente grande
Presión en 2, manometrica **nula**.
P1/y + 0 **=** 0 + v²2/2.g **=>**
**h =** v²2/2.g **=>**
**v =** √(2.g.h)
68
Autor, empleo y fechas de la ECUACION TORRICELLI
Matemático y físico Italiano
Evangelista Torricelli
1608-1647
69
Fórmula del Caudal sale por el **orificio**
Y significado de letras
Q=K.S.v
Q: CAUDAL.
S: Sección orificio.
K: **Astriccion** sufre fluido en salida.
v: velocidad descarga.
70
Definición de **ASTRICCION**
Flujo se estrecha pro el orificio de salida y no cubre toda la sección.
71
Aplicando el valor **v** a la fórmula del caudal que sale por orificio, queda:
**Q=K.S.√P**
**Q=K.S.√(2.g.h)**
Q= K.S.√[2.g.*P/p.g)]
Q=(K.√2/p).S.√P
72
Caudal es proporcional S y √P antes de la salidad de orificio. Esto se le conoce como:
**ECUACIÓN DE DESCARGA**
73
8.**BOMBAS CENTRIFUGAS**
Son las más indicadas para Extinción de incendios, requieren **caudales moderados y altas presiones**.
74
8.1 **COMPONENTES PRINCIPALES** DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS
1. _Rodete o impulsor_
Elemento gira, absorbe agua y cambia dirección y **aumenta v**
**2 Discos paralelos** canales formados por los **ALABES**.
2. _Carcasa o cuerpo_
**Cámara** resto elementos.
Forma **voluntaria o caracol**
**Difusores fijos** reconducir agua a la salidad del rodete, *frecuentes* bombas muy altas prestaciones.
3. _Álabes_
75
8.2 **PRINCIPIO de funcionamiento de la bomba centrífuga**
Agua absorbida por ASPIRACIÓN, **paralelamente al eje de la bomba**, incide sobre el *disco posterior del rodete* y cambia dirección **90°**.
Aumentando **v** y **Ec Etotal**
Posteriormente, salir del rodete y pasar a circular por la **voluta**, **agua reduce v**. Transforma **Ec** en **Energía de presion**
**P2>P1**
76
9. **Prestaciones de la bomba. Curva característica**
Fabricantes Dan info, en resumen: (4)
- Caudales y presiones **maximas**
- Altura de asprizacion
- Régimen de giro
- Sistemas de seguridad
77
¿Cómo se llama la Bomba de prestaciones?
**Bomba Godiva P2A-3010**
78
9 **BOMBA GODIVA P2A-3010**
1. Altura ASPIRACIÓN
2. Tiempo cebado(EN...?) 7,5m
3. Velocidad cebado/aspiracion
4. Velocidad máxima recomendada
5. Velocidad mínima (...?..)
6. Presion máx Baja Presion
7. Presión máx alta Presión
8. Q máx Baja Presión
9. Q máx Alta Presión
10. Válvula Sobrepresion entrada
11. Válvula térmica seguridad
1. Hasta 7,5m
2. (EN1028) - <32"
3. 2000...2200 rpm
4. 3600 rpm
5. (Ralenti) - Sobre 900 rpm
6. 17 bar
7. 55 bar
8. 4200 l/min
9. 750 l/min
10. 8,5 bar
11. 74°C
79
9. Información idea aproximada **NO** permite saber combinacion CAUDAL y Presión en cada momento, por ello se necesita:
**Curva Característica**
80
9. **Curva Característica**
Definición, que indica salida en bomba?
- Es una representación de las prestaciones de la bomba sobre una **GRÁFICA PRESION-CAUDAL**
- INDICA presión _energía por unidad volumen_
81
9. ¿a la salida de la bomba existirá un...?
Manómetros, indica presión del agua.
82
9. Válvulas **cerradas**, caudal circundante SERÁ...
Vemos **lectura del manómetro y vemos 9bar**
Abrimos válvulas por ejemplo a 400l/min de 9 bar disminuirá a ....
0
8,8 bar
83
**TABLA** de Caudal l/min y Presión bar
**2.000 rpm** (9)
0-9
400-8,8
600-8,5
1200-8,2
1600,7,9
2000-7,2
2400-6,5
2800-5,6
3200-4,0
84
9. Aumento de caudal **supone**
**Disminución paulatina de Presión**
85
9. **CURVA DESCENDENTE**
**Curva Característica de esa bomba a ese régimen de giro**
86
9. **TABLA** de Caudal l/min y Presión bar
**3.000 rpm** (9)
0-15
400-14,7
800-14,5
1200-14,2
1600-13,9
2000-13,2
2400-12,5
2800-11,7
3200-10
87
9. Algunas gráficas incluirán a parte de la curva característica la curva de:
**CURVA DE LIMITACIÓN DE FUNCIONAMIENTO** en caso de aspirar con la bomba.
88
9. ¿CÓMO se representa las _curvas de limitación de funcionamiento_?
¿QUÉ informan?
- Ramas descendentes de elevada Pendiente, cada una para una altura de aspiracion específica.
- INFORMAN: si puede producirse **CAVITACIÓN**
89
9. Cuanto Mayor sea la altura de aspiración.....
Mayor será la limitación de Caudal a **aspirar**.
90
¿Qué pueden incluir **además el fabricante**?
- Curvas de potencia
- Rendimiento
91
9. Gráfica **Bomba GODIVA P2A-3010**
1. BAJA PRESIÓN (presión normal)
2. ALTA PRESION
1. RPM: 3600, 3200, 2800 y 2400 rpm
Limitaciones aspirando a 7,5m, 6m, 3m y 1,5m **con** -mangotes y válvula pie-
2. RPM: 3600, 3200, 2800 y 2400 rpm
92
Altura de Aspiración o Altura ......
**Altura geodésica**
93
Altura de ASPIRACIÓN
Definición (2)
1. Bomba aspira del depósito del vehículo, el agua entra por gravedad.
**Presión manométrica positiva**.
2. Bomba aspira pozo o balsa. Presión colector de aspiración debe **ser menor** que la atm.
94
9. 1 atm corresponde a una altura de aspiración de
Pero en la práctica límite se reduce a
10 m altura teórica
7 y 6 m
95
9. Altura de aspiración de una bomba **DEPENDE** (3)
1. Presion atm, la misma disminuye con altitud respecto al mar.
Pérdida de unos 0,13 m por cada 100m altitud.
2. Aumento °C fluido disminuye *altura de aspiración*, aumentar **presión vapor**, produce **mayor evaporación de fluido** y aumento de *presion* **COLECTOR DE ASPIRACION**.
3. *PC*, mangote aumentar *Q* o disminuir *S*, reduzca *altura aspiración*.
96
9. ¿Qué fenómeno **no deseable** se puede producir en la aspiración de una bomba?
**CAVITACIÓN**
Evaporación fluido a **°C inferiores** por descenso de **presión**
97
9. ¿Qué puede generar la CAVITACIÓN en la aspiración de una BOMBA? (3)
¿Solución?
- Averías mecánicas
- Descienda Q
- Corrosión materiales
Solución: hay que dimensionar bien la altura de aspiración.
98
**COLECTOR DE ASPIRACION**
- Agua ente 15° y 20°C, pérdida altura 0,20m
- Agua _10°C pérdida 0,125m_ y _50°C de 1,25m_
99
9. Norma UNE-EN 1028
Presión normal, terminología sobre bombas contra incendios
100
10 ¿Cómo se representa una gráfica de los requerimientos de la Instalación?
GRAFICA PRESION-CAUDAL
101
10. ¿Qué indica cada caudal que circulación por la instalación? Y qué habrá??
La presión (energía por unidad de volumen) _necesaria en su **acometida** para conseguir dicho caudal.
_Habrá_ una curva para cada instalación _en función del_ **tendido** (longitud, sección, etc), **altura** a salvar y las **Características** de la lanza.
102
10. ¿Cuál es la **Presión de Referencia (PR)** con una lanza de 25mm con selector de Caudal a 230l/min a ... 1bar, ... 7 bar y ... 12 bar
100 l/min 1 bar
230 l/min 7 bar
300 l/min 12 bar
103
10. Respecto a la forma de la curva de Presión de Referencia, su pendiente _indicará............
Y dos tipos
Nivel de exigencia energética de la Instalación.
- Curvas con **pendiente muy pronunciada**.
Gran requerimiento energético (**peores**). Necesitan más presión para obtener el mismo caudal.
- Curvas con **pendiente poco pronunciada**
Poco requerimiento energético (**mejores**). Necesitan menos presión para obtener el mismo nivel.
104
¿Cómo empiezan en **general** todas las Curvas su pendiente?
**SUAVE**
105
10. ¿A qué se debe que la Pérdida de Carga **crece** de manera **exponencial** respecto del caudal que debe circular por ella?
A su pendiente **más acusada**
En general pendiente suave.
Presión crece cada vez más rápidamente.
106
10. Si trabajando a un caudal que implica estar situados en un punto de pendiente Muy Acusada **valoraremos** ........
_Trabajar_ con un tendido de **mayor seccion** (o repartir caudal entre dos tendidos)
Para _disminuir_ e la exigencia energética y _someter_ bomba y tendido a un **menor esfuerzo**.
107
11. Punto de funcionamiento
**Definición**
Es la **combinación del caudal y Presión** _resultantes_ de la interacción de una instalación con una bomba _funcionando_ a un **régimen concreto** y que _alimenta_ a **dicha distancia**.
108
11. El cuadal y Presión ... (...) **coincidirán** con el caudal y Presión _necesarios_ ... (...)
**Salida** de la _bomba_ (lo que se **aporta**)
**Entrada** de la _Instalación_ (lo que **demanda**)
109
11. ¿Qué necesitamos cuando queremos lanzar un caudalbdeterminado por una instalación de **lanza+tendido**?
**Presión a la entrada del tendido** _ajustada_ para vencer la **suma de presión en lanza**
La altura geométrica a vencer
Y Pérdidas De Carga del tendido (lineales y singulares)
110
11. **Presión de Referencia** (PR) NORMALMENTE EN
6 o 7 bar
111
11. ¿Por qué conectamos una bomba y no sale el caudal esperado?
¿Cómo lo solucionamos?
1.Porque para ese régimen de bomba la **presion** _es insuficiente_
Y con ello el caudal demandado: Punto de Funcionamiento _está_ **por debajo de nuestra demanda**.
2. _Acelerando_ la bomba
112
11. Caudal 230l/min, 5 tramos 20m de 25mm ø, **desnivel positivo (ascendente)** _a salvar_ 20 m.
Como la presión es **elevada** _trabajaremos con la bomba en .....
**ALTA PRESIÓN**
113
11.Caudal 230l/min, 5 tramos 20m de 25mm ø, **desnivel positivo (ascendente)** _a salvar_ 20 m.
18 bar a ... l/min
22,4 bar a ... l/min
28 bar a ... l/min
18 bar a 200 l/min INFERIOR
22,4 bar a 230 l/min
28 bar a 255 l/min SUPERIOR
114
12 ¿Quién **recomienda** la presión en punta de lanza?
**El Fabricante**
115
12 ¿Qué tendrá un valor **tan pequeño** que podremos **despreciar**?
**Energía CINETICA**
116
12. ECUACIÓN DE LÍNEA
PB = PL + AG + PC
PB= Presión Bomba
PL= Presión en Lanza (PR, _usualmente_ **6 o 7bar**)
AG= Altura **Geométrica** (**positiva**, PL en cota superior a la bomba y viceversa).
PC= Pérdida de Carga (función longitud, sección y caudal).
117
12. ¿Qué utilizaremos sin necesidad de conocer las Curvas de características de bomba e instalación?
¿Qué información debemos manejar?
*Ecuación de Línea*
- PR de lanza. Usualmente **6 o 7 bar**
- Caudal deseado
- Desnivel a salvar. Positivo si es Ascendente y negativo si es Descendente.
-Tabla de PC _en función del_ caudal y el diámetro de la Manguera.
- N° de tramos y sección de las mangueras forman tendido.
118
*TABLA DE PÉRDIDAS DE CARGA*
En función de Diámetro y Caudal
¿Qué tramos usa? Valores son ... teniendo ligeras variaciones en función del ..., ..., ... etc.
**Q** y **Ø** 25. 45. 75
100. 0,5. 0,1. *
150. 1,5. 0,2. *
230. 3,8. 0,3. *
360. 8,2. 0,7. *
475. 9,5. 1,1. *
550. 12. 1,2. *
750. * 2,3. 0,1
950. * 3,3. 0,1
1400. * 6,6. 0,2
1900. * * 0,5
2500. * * 0,9
3000. * * 1,3
3500. * * 1,9
3800. * * 2,3
- **Tramos de 20m**
- **orientativos**
- **modelo específico, estado de la Manguera, existencia de bucles**.
119
12. ¿Qué no considera la ecuación en línea?
Si el tendido es **muy sinuoso** y/o incluye numerosos intermedios (...,....) _deberemos ...
-Las pérdidas de carga singulares
-Bifurcaciones, reducciones
- Ampliar el resultado del cálculo en **1-2 bar o más**, según el caso.
120
12. ¿Qué tiene por **objeto** el funcionamiento de la lanza?
Proyectar agua con el _alcance_, caudal, tipo de chorro y tamaño de gota óptimos.
121
¿Cuál es la lanza **más frecuente** y su **norma**?
**Lanza PN16 Tipo 3**
**UNE-EN 15182**
122
Esquema genérico lanza **PN16**
_EN 15182-**2**_
MIXTAS PN16
- Qmax 1000 l/min
- PR = 6 bar
- Forma de chorro variable
**Tipo 1**: Chorro variable a caudal **variable** (Caudal cambia tipo chorro).
**Tipo 2**: Chorro variable a caudal **constante** (caudal **no** cambia con Tipo chorro).
**Tipo 3**: Chorro variable a caudal constante **seleccionable** (caudal **no** cambia Tipo chorro).
**Tipo 4**
- **4.1** chorro variable presión constante.
- **4.2** chorro variable y caudal seleccionable a presión constante.
_EN 15182-**3**_
**CHORRO PLENO y/o DIFUSOR ANGULO FIJO**
_EN 15182-**4**_
**ALTA PRESIÓN PN40**
123
12. El primer mecanismo será una ..., **normalmente** ..., _accionada por ... _situada en la ...
El siguiente mecanismos será el ...
**Válvula de corte**
Tipo **bola**
Una palanca
Parte **superior** de la lanza
**Selector de caudal**
124
12. Forma de actuar del selector es ... o ... la sección de salida del agua, forma de ..., siendo el caudal de salida ... a dicha sección y a la ... de la energía del agua previa al ... (... + ..., pudiendo normalmente desprecisrse esta última por su bajo valor comparada con la ...
Aumentando o disminuyendo
Forma de **anillo**
Proporcional
Raiz cuadrada
Estrechamiento
(Energía de presión + energía cinetica)
Energía de presión
125
12. El menor o mayor **ancho** de ese anillo se consigue ... o ... una ... a un ..., con lo qie se deja ... o ... Ancho de paso
Aproximando o alejando
Una corona
Un émbolo central
Mayor o menor
126
12. El efecto que supone **la disminución** de la sección a su paso por el selector de Caudal es una transformación de ... precia, normalmente ..., en ... (...)
Toda la energía de previsión
6 o 7 bar
Energía cinética (velocidad)
127
12. **Aelector de efectos**
Diseño semejante al ...
¿Que hace?
¿Qué abarca?
Sistema de ...
- Selector caudal.
- Reconducir la descarga de agua.
- Sólido recto o "solido" a pulverizado ancho o "cortina".
- Dientes o similar y produce un **pulverizacion**.
128
12. ¿El redmndimiento adecuado de la lanza esta supeditado a la?
Presión a la entrada de la lanza, PR 6 o 7 bar.
129
12. Expresión del caudal del diseño lanza
**Q = K . S . √PL**
Q = Caudal
K = Constante función diseño lanza
S = sección determinada selector caudal
PL = Presión **entrada** lanza
130
12. Si esta PL es menor que la PR el caudal realmente lazandl será ..., pero además también será ..., lo que supondrá un ... en el caso de chorro sólido y gota menos fina y por tanto ...
Menor al espersdo
Menor la velocidad de **salida**
Menor alcance
Menor poder extintor en el caso de chorro pulverizado.
131
12. **POR EL CONTRARIO** si tenemos en PL menor a la PR saldrá ... y ..., lo que supondrá ..., y de ser **excesiva ya no habría apenas aumento de alcance en el chorro pulverizado, ya que, la velocidad ..., también lo será la oposición que supone el aire una gota ...
Más caudal y más velocidad
Mayor esfuerzo para el bombero por el empuje de la lanza
Se mayor,
Más pequeña.
132
12. Caudal en una lanza con **selector a 230 l/min en función de presión a la **entrada** de la lanza.
La PR fe está lanza es de ...
7 bar
133
Fenómeno qie tiene lugar en una tubería por la que circula el agua con cierta velocidad y **se interrumpe**.
Que aparecen y puede producir?
**Golpe de Ariete**
- Aparecen **Sobrepresiones**.
- Produce **rotura de la conduccion**.
134
Para explicar el fenómeno de **golpe de airete**, suponemos que tenemos una instalación, de _longitud_ **L**, que **se alimenta por ... de un depósito que se encuentra a una ... Para _simplificar_ suponemos que ...
- Gravedad
- Presión constante
- No existen pérdidas por **fricción**
135
¿Qué pasa si cerramos la Válvula V, el agua que circula con velocidad v, chocará con la misma?
¿Cómo estará el fluido y la conducción?
- **Brusco aumento** de la presión y una detencion progresiva del fluido.
- En **reposo** y sometida a una **sobrepresion**.
136
Golpe Ariete. Este fenómeno se _caracteriza_ por una transformación alternativa de ... en ...
**Energía cinética** en **Energía Elastica**
137
¿A qué tenderá el agua, vuando por la sobrepresion existirá una mayor presión en la conducción que en el depósito?
Velocidad **-v**
138
¿Cuándo la **presion** volverá a **ser la que tenía inicialmente?
Cuando tenga **velocidad-v**
139
Se puede demostrar, que **maxima sobrepresion** que puede llegar alcanzar en un golpe Ariete es:
_Fórmula y valores:_
Δh = a.Vo/g
- **Δh:** sobrepresióm, en metros de columna fluido circulante.
- **a:** velocidad de propagación de la perturbación (m/s)
- **Vo:** velocidad régimen fluido.
- **g:** aceleración gravedad (9,81m/s²).
140
El valor **a** _depende del:_ ... ..., ...
Idea aproximada en las tuberías de **acero* es de: ..., ... para el ... y en el caso de conducciones **PVC** _desciende hasta_ ...
1. Material de la conducción, 2. Diámetro y 3. Espesor.
- 1000m/s, 800m/s.
- Fibricemento.
- 200 m/s.
141
1. _Ejemplo:_ en una conducción de **PVC**, por la que circule agua a 100 mca. (10 atm aproximadamente) y con una velocidad de régimen de **1,5 m/s**: **FORMULA**
2. En vez de **PVC**, usamos conducción fibrocemento 800 m/s **FORMULA**
1. Δh =1,5.200/9,81 = 30,6 mca = 3 atm
2. Δh = 1,5.800/9,81 = 12 atm +33%
142
Esta sobrepresion, ... que se alcanza en el caso de un cierre instantáneo de la válvula de la lanza.
Si no queremos que se produzcan estas sobrepresiones, la _solución es_ ...
De esta forma, ningún punto alcanza la sobrepresion máxima y la ... _regresa antes_ que se genere la ...
En el caso de una instalación de ... y ..., este tienpo es de ...
- Es la máxima
- Cerrar la Válvula en un tienpo mayor que **2L/a**.
- Primera onda positiva
- Última Negativa
- 100m, una tubería de PVC, un segundo.
143
**Alcance VERTICAL y HORIZONTAL** de un chorro.
Definición
Altura y distancia _respecto al suelo_, puede llegar el chorro de agua una vez abandona la lanza.
144
**Alcance depende de**
Es difícil?
1. **Ángulo** que forma la lanza con la Horizontal.
2. _Rozamiento_ del fluido con el **aire?* o el **viento**
- Es difícil encontrar un **modelo teórico** que se aproxime a un valor realm
145
Además de **Dispersión en chorro** hace que durante la trayectoria este ...
- Deje de comportarse como un cilindro con un diámetro constante.
- Sino que se abre antes de alcanzar la **altura maxima**,
- Gotas llegar más lejos que el grueso chorro.
146
**Fabricantes** de las lanzas Dan datos de los **alcances** en _función del_ Caudal, por medio de:
Ensayos normalizados (Tablas o Gráficas)
Llanzas de mangueras manuales destinadas a servicioscontraincendios.
**EN 15182:2007**.
147
**Aproximación teorica**
Fórmula
**Ejemplo**. Si está saliento un **Q** de **250lpm**, en **un segundo** está saliendo una **masa** de agua de:
m = p.Qv.t
m = 1000Kg./m³ . 4,167x10-³ . 1s
= **4,167Kg**
148
Es como si casa segundo de la lanza _estuviera explusando_ cilindros de agua de esa **m** a **v**:
**FORMULA **
**Q = m/t**
149
¿Qué trayectoria seguirán estos hipotéticos cilindros de agua una vez que salen de la lanza? **Debemos suponer?? ...
Supongamos que tenemos la lanza que está proyectando un cilindro de agua haces arriba con cierto ángulo respecto a la ...
- No existe Rozamiento con el aire y jo se tiene en cuenta la influencia del viento.
- Horizontal.
150
¿Si no existe la gravedad, el cilindro seguiría una trayectoria?
**Recta LABC**
1° s velocidad constante LA
2° s AB
3° s BC
151
¿QUÉ HACE la fuerza de la gravedad en una masa de agua?
Cual es el *?resultado**
Adquiera una celocisad **uniformemente acelerada**, por lo tanto a la vez que el cilindro de agua ha recorrido la distancia horizontal **d** este _ha descendido_ la distancia **vertical** AA' 1°s, BB' 2°s y CC' 3°s
Resultado **trayectoria en curva** **LA'B'C'**
152
¿Cómo se denomina esta trayectoria en curva? LA'B'C'
**Parabólica**
153
¿Cómo será el alcance **horizontal** y **Vertical**?
- Será la distancia recorrida por el agua antes de que llegue al suelo.
- Será la **maxima altura alcanzada**.
154
¿Qué pasa si la salida en lanza es muy horizontal o si es muy vertical?
- El agua se elevar poco llegarías más lejos.
- El agua es muy pronunciado, Gran altura y pequeña distancia horizontal.
155
Gráfica de trayectorias con agua a 30m/s
15°, 30°, 45°, 60°, 75°.
Ángulo (α) hmax(m) dmax(m)
15° 3,1 45,87
30° 11,50 79,45
45° 22,90 91,45 **máxima**
60° 34,40 79,45
75° 42,80 45,87
156
¿Cómo serán los alcances horizontales si dos ángulos suman 90°?
Son **iguales**
157
¿Qué hará el alcance muchi menor y que no sea teórico?
La resistencia al aire y Dispersión de chorro.
158
Norma: *Lanzas de mangueras destinadas a los servicios contra incendios*
¿Qué Definen?
**EN 15128:2007**
- **Alcance efectivo** y un **Máximo** _en función del_: 1. Tipo lanza, 2. Presion y 3. Caudal.
Valores que el **fabricante** _debe garantizar_ mediante ensayos.
159
La resistencia al aire hace que el chorro _sea frenado durante_ su trayectoria, esto se traduce rn que si tenemos **dos lanzas de distinto Ø** a igual **velocidad** es _**porque**_
Porque la de mayor ø tiene mayor **Energía Cinetica** y llegará más lejos.
160
Diferencia entre **Alcance efectico** u **Alcance máximo**
10%
