Resumen de Utilización de las ventosas para la expulsión del aire durante el llenado de las tuberías: comportamiento adiabático frente a isotermo

Vicente S. Fuertes Miquel, Pedro Luis Iglesias Rey, Petra Amparo López Jiménez, Francisco Javier Martínez Solano, Gonzalo López Patiño

• español

  Las conducciones con perfil irregular presentan una serie de particularidades que no pueden ser ignoradas, como puede ser la posible acumulación de bolsas de aire en los puntos altos. Para evitar los problemas derivados de esta situación se recurre a la instalación de ventosas (también llamadas válvulas de aire), las cuales permiten la entrada y salida de aire. Pero el aire introducido en la conducción debe ser expulsado y ello debe hacerse de forma adecuada para evitar sobrepresiones indeseables. El aire atrapado entre dos columnas de agua en una conducción a presión, con o sin ventosas, puede provocar importantes picos de presión cuando se arranca la instalación. En el presente trabajo se pretende estudiar y modelar el problema del llenado de tuberías con aire atrapado y ventosas instaladas en los puntos altos, para poder predecir el transitorio que se producirá y tratar de evaluar los peligrosos picos de presión que pudieran generarse. Se utiliza el modelo rígido para analizar el comportamiento de n bolsas de aire atrapado en tuberías de perfil irregular con vi ventosas instaladas. También se revisan las condiciones de contorno de las ventosas en su fase más crítica, la de expulsión de aire. El comportamiento isotermo del aire atrapado, tal cual se propone en los textos estándar, se compara con el comportamiento adiabático que, sin duda, es una hipótesis mucho más realista en el supuesto de transitorios muy rápidos.

• English

  Pipelines with irregular profiles exhibit a number of peculiarities that cannot be ignored, such as the likely accumulation of air at elevated points. To avoid the risks inherent to the air pockets use is made of air valves, which admit and release air. In any case, air into the pipe must be eventually vented out. But, to avoid undesirable overpressures it must be vented in a controlled way, since, with or without air valves, an air pocket between two liquid columns may cause important peak pressures, especially on the installation start-up. In this paper, the filling of a pipeline with air valves installed at the elevated points and with entrapped air is modelled. The aim is to predict the transient phenomena likely to occur and assess the peak pressures that can be developed. To analyze the behavior of n trapped air pockets in a pipeline of irregular profile with vi air valves, use is made of the so-called rigid model. In this paper, boundary conditions for the most critical function of air valves (the outlet air phase) are reviewed. The isothermal behavior, proposed by standard literature, of the trapped air into the pipe is compared with the adiabatic process, a more realistic approach for fast transients.