Desarrollo de equipos para el ensayo de ventosas mediante la aplicación de la semejanza hidrodinámica

Abstract

[ES] En la operación de las redes hidráulicas a presión uno de los mayores causantes de problemas es el aire atrapado en las mismas. Problemas que pueden tener en ocasiones consecuencias fatales para la integridad de la instalación. La solución más empleada en la actualidad para extraer el aire que está atrapado en las tuberías es la utilización de ventosas. Hay varios tipos de ventosas dependiendo de la función que deban cumplir y se deberá seleccionar la más adecuada para cada situación. Para la correcta utilización de las ventosas debe ser imprescindible el conocimiento de las características de las mismas. En la actualidad para la caracterización de ventosas se está utilizando el ensayo experimental en laboratorio. Para la realización de este tipo de ensayos se necesita poder generar el suficiente caudal de aire para ensayarlas. En ventosas de gran tamaño esta cantidad es tal que hace inviable su ensayo en unas instalaciones ordinarias. Esto en lo que respecta a la expulsión de aire, porque en el ensayo de admisión el problema es mayor dado que lo que se debe generar es vacío y para poder generar esos caudales de aire a presión negativa los equipos que se requieren son prácticamente inviables. En este trabajo se plantea la validación de un método alternativo a estos ensayos. Aplicando la semejanza hidrodinámica se pueden realizar los ensayos de las ventosas con agua, un fluido en el que es mucho más fácil la generación de los caudales necesarios para la caracterización de las ventosas. Se realizará el diseño del equipamiento necesario para el ensayo con agua de las ventosas. Se compararán los datos obtenidos en el ensayo con agua con los obtenidos en instalaciones externas con aire, se realizará la simulación en CFD de las ventosas, tanto en agua como en aire y se validará la semejanza hidrodinámica en la caracterización de ventosas comparando los datos obtenidos por los tres métodos.

[EN] In the operation of pressurized hydraulic networks one of the major causes of problems is the air trapped therein. Problems can sometimes have fatal consequences for the integrity of the installation. The currently employed solution to remove the air trapped in the pipes is the use of suction cups. There are various types of suction cups depending on the function to be fulfilled and should select the most appropriate for each situation. For correct use of the suction cups it must be knowledge of the essential characteristics thereof. At present for the characterization of suckers you are using the experimental laboratory testing. To carry out this type of testing is needed to generate sufficient air flow to test them. In windy large this amount is such that it unfeasible in a common test facilities. This in regard to the expulsion of air, because the admissions essay the problem is greater because what must be generated is empty and to generate these flows of negative pressure air equipment required are practically unfeasible. In this work the validation of an alternative method to these trials are about. Applying hydrodynamic similarity tests can be performed with suction cups of water, a fluid in which it is much easier to generate flow needed for characterization of the suction cups. The design of the equipment needed for testing, CFD simulation in both water and air and hydrodynamic similarity is passed to the characterization of suction is performed.

[CA] En l'operació de les xarxes hidràuliques a pressió un dels majors causants de problemes és l'aire atrapat en les mateixes. Problemes que poden tenir en ocasions conseqüències fatals per a la integritat de la instal·lació. La solució més emprada en l'actualitat per extreure l'aire que està atrapat a les canonades és la utilització de ventoses. Hi ha diversos tipus de ventoses depenent de la funció que hagin de complir i s'haurà de seleccionar la més adequada per a cada situació. Per a la correcta utilització de les ventoses ha de ser imprescindible el coneixement de les característiques de les mateixes. En l'actualitat per a la caracterització de ventoses s'està utilitzant l'assaig experimental en laboratori. Per a la realització d'aquest tipus d'assaigs es necessita poder generar el suficient cabal d'aire per assajar. En ventoses de grans dimensions aquesta quantitat és tal que fa inviable el seu assaig en unes instal·lacions ordinàries. Això pel que fa a l'expulsió d'aire, perquè en l'assaig d'admissió el problema és més gran ja que el que s'ha de generar és buit i per poder generar aquests cabals d'aire a pressió negativa els equips que es requereixen són pràcticament inviables. En aquest treball es planteja la validació d'un mètode alternatiu a aquests assajos. Aplicant la semblança hidrodinàmica es poden realitzar els assajos de les ventoses amb aigua, un fluid en el qual és molt més fàcil la generació dels cabals necessaris per a la caracterització de les ventoses. Es realitzarà el disseny de l'equipament necessari per a l'assaig, la simulació en CFD tant en aigua com en aire i es validarà la semblança hidrodinàmica en la caracterització de ventoses.