Laboratorio virtual para el cálculo de fenómenos transitorios en redes de agua a presión por el método de las características

• Benavides-Muñoz, Holger ^[1] ; Cueva-Torres, José ^[1]
  1. [1] Universidad Técnica Particular de Loja

     Universidad Técnica Particular de Loja

     Loja, Ecuador

     
• Localización: Axioma: Revista de docencia, investigación y proyección social., ISSN-e 2550-6684, ISSN 1390-6267, Nº. 17, 2017 (Ejemplar dedicado a: Revista de docencia, investigación y proyección social de la PUCE-SI), págs. 28-44
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Laboratório virtual para cálculo de fenômenos transitórios em redes de água pressurizada pelo método das características
  • Virtual laboratory for the calculation of transient phenomena in pressurewater networks by the method of characteristics
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  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Los fenómenos transitorios hidráulicos pueden suscitar grandes daños a los sistemas de tuberías a presión destinadas al transporte de agua; es por ello que además de estudiar dichos sistemas en régimen estacionario o permanente, se deben analizar en régimen transitorio o modelo elástico, con el propósito de anticipar matemáticamente los efectos que produce el golpe de ariete, sobrepresiones y subpresiones que pueden llegar a destruir las tuberías, sea por explosión o por aplastamiento, respectivamente. En el estudio del modelo elástico se utilizan métodos numéricos y gráficos, el más divulgado para analizar la evolución del transitorio hidráulico en los sistemas a presión es el método de las características, el cual evalúa dos variables importantes (presión y caudal) a través del tiempo. En esta investigación se utiliza el método de las características para el análisis del transiente hidráulico. Como resultado de este estudio se genera una herramienta virtual denominada Hydrotransis v 1.0, la misma que ejecutado libremente -en línea- desde el portal del Laboratorio Virtual de Fluidos, Hidráulica y Eficiencia Energética – FHEEL-V, permite analizar el comportamiento de los fenómenos transitorios en tuberías. Hydrotransis v 1.0 se compone de dos módulos: transitorios hidráulicos para una línea de conducción simple y transitorios hidráulicos en sistemas de bombeo. Se trata de una aplicación informática dinámica, en la cual se observa de manera gráfica y numérica la evolución espacio-temporal del transiente hidráulico.

  • português

    Fenômenos hidráulicos transitórios podem causar grandes danos aos sistemas de tubos de pressão destinados ao transporte de água; por isso, além de estudar esses sistemas em regime estacionário ou permanente, devem ser analisados ​​em modelo transiente ou elástico, a fim de antecipar matematicamente os efeitos do golpe de aríete, sobrepressão e subpressão que podem destruir as tubulações, seja por explosão, seja por esmagamento , respectivamente. No estudo do modelo elástico são utilizados métodos numéricos e gráficos, o mais divulgado para analisar a evolução do transiente hidráulico em sistemas de pressão é o método das características, que avalia duas variáveis ​​importantes (pressão e vazão) ao longo do tempo. Nesta pesquisa, o método das características é utilizado para a análise do transiente hidráulico. Como resultado deste estudo, é gerada uma ferramenta virtual denominada Hydrotransis v 1.0, que é executada gratuitamente -online- a partir do portal do Laboratório Virtual de Fluidos, Hidráulica e Eficiência Energética - FHEEL-V, permitindo analisar o comportamento de transitórios fenômenos em tubos. Hydrotransis v 1.0 é composto por dois módulos: transientes hidráulicos para uma linha de condução simples e transientes hidráulicos em sistemas de bombeamento. É um aplicativo de computador dinâmico, no qual a evolução espaço-temporal do transiente hidráulico é observada graficamente e numericamente.

  • English

    Transient hydraulic phenomena can cause great damage to pressure pipe systems intended for water transport; that is why in addition to studying these systems in stationary or permanent regime they should be analyzed in transient or elastic model, in order to anticipate mathematically the effects of water hammer, overpressure and underpressure that can destroy the pipes, either by explosion or by crushing, respectively. In the study of the elastic model, numerical and graphical methods are used, the most disclosed to analyze the evolution of the hydraulic transient in pressure systems is the method of characteristics, which evaluates two important variables (pressure and flow) through time. In this research, the method of characteristics is used for the hydraulic transient analysis. As a result of this study, a virtual tool called Hydrotransis v 1.0 is generated, it is freely executed -online- from the portal of the Virtual Laboratory of Fluids, Hydraulics and Energy Efficiency - FHEEL-V, allowing to analyze the behavior of transitory phenomena in pipes. Hydrotransis v 1.0 is composed of two modules: hydraulic transients for a simple driving line and hydraulic transients in pumping systems. It is a dynamic computer application, in which the spatio-temporal evolution of the hydraulic transient is observed graphically and numerically.