INTRODUCCIÓN Este artículo proporciona datos que pueden usarse para estimar la velocidad de propagación de ondas de presión@ o velocidad de onda@ en un cuerpo homogéneo de fluido contenido en una tubería o túnel@ después de una perturbación en el flujo. Las causas típicas de tales perturbaciones son la rápida apertura o cierre de una válvula o la parada de una bomba que bombea fluido a lo largo de una tubería. Este artículo es el primero de una serie de artículos de datos relacionados con transitorios de fluidos en tuberías y túneles. La magnitud del cambio de presión en un sistema@ después de una perturbación del flujo@ es proporcional a la velocidad de la onda@ y, por lo tanto, es necesario obtener una buena estimación de la velocidad de la onda para los cálculos de diseño transitorio de fluidos. La magnitud de la velocidad de la onda en un fluido depende de las propiedades físicas del fluido y de las propiedades elásticas del conducto que lo contiene. La elasticidad adicional introducida por la expansión o contracción de un conducto con el paso de ondas de presión puede reducir la velocidad de la onda en una cantidad significativa. Por ejemplo, la velocidad de la onda en un fluido contenido en mangueras muy flexibles a bajas presiones* puede ser sólo del orden del 5 al 10 por ciento de la velocidad de la onda en una masa grande y no confinada del mismo fluido. De manera similar, la presencia de gases libres en un líquido puede introducir elasticidad adicional y conducir a una reducción en la velocidad de la onda. Normalmente @ en líneas de suministro de agua en condiciones normales @ se puede esperar una precisión mejor que + por ciento en la estimación de la velocidad de onda @ y por lo tanto la estimación del cambio de presión @ usando este artículo. Los datos de velocidad de las olas presentados en este artículo se presentan en forma de gráficos de diseño y ecuaciones simples que se ha demostrado que se corresponden bien con los datos experimentales. Los datos típicos de las propiedades de algunos líquidos y las propiedades elásticas de algunos materiales de conductos comúnmente utilizados se proporcionan en forma de tabla. En la Sección 3 de este artículo se presentan datos para la estimación de la velocidad de propagación de ondas de presión en grandes cuerpos no confinados de algunos fluidos comunes. En la Sección 4 se dan ecuaciones simples para la estimación de velocidades de onda en flujos de fluidos puros homogéneos en tuberías y túneles. En el Apéndice A@ se presentan expresiones simples para la estimación de las velocidades de onda en mezclas homogéneas de líquido/gas y mezclas de líquido/sólido. . En el Apéndice B se dan algunos datos sobre la velocidad de la onda en el vapor a diversas temperaturas y presiones. En el Apéndice C se consideran los efectos de la deformación plástica de las paredes de la tubería sobre la velocidad de la onda. * En mangueras muy flexibles, las propiedades elásticas de la tubería (y por tanto la velocidad de la onda en el fluido contenido en la tubería) puede depender de la presión interna y de la tasa de cambio de la presión interna. En consecuencia, se debe tener mucho cuidado al estimar la velocidad de la onda.
ESDU 83046-1983 Historia
1983ESDU 83046-1983 TRANSITORIO DE FLUIDOS EN TUBERÍAS Y TÚNELES Velocidad de propagación de ondas de presión