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p;'" = h = altura pi ezcmé trica en
metros de columna de agua.
En el caso de las turbinas Pelton, el
plano de referencia debe coincidir con el
centro de la sección de salida de la tobera,
en cambio para las turbinas reactivas el
plano coincide con el nivel del desfogue
(fig. 7.2, a, b).
Como se muestra en la fig. 7.2, si se
desprecian las alturas de pérdidas y de
velocidad, se obtiene la línea piezométrica
2 para el régimen estacionario en forma
horizontal y la altura Ho = Zo + poh. En
esta forma la altura Ho para este caso es
igual a la altura estática.
En el caso de las turbinas activas cuando
la válvula se encuentra al final del tubo y el
agua sale a la atmósfera, el incremento de
altura bajo golpe de ariete en una sección
dada del ducto se rá: Ll H = Llh = Llph.
Esto significa que para cualquier sección
del tubo el incremento de altura es igual al
incremento de la altura piezométrica, o de
la presión expresada en metros de columna
de agua.
Para las turbinas reactivas este caso se
complica debido a la presencia del tubo de
succión.
7.1. 6. La ecuaciólI del golpe
de ariete
Las principales dependencias del golpe
de ariete se obtienen del ejemplo de
una tubería simple de eje horizontal, de
material homogéneo y sección constante f
en toda su longitud L, (fig. 7.1.). Cuando
la válvula está abierta con movimiento
estacionario del agua, la presión en el
tubo se designa por po y la velocidad
media con que se mueve el agua por VD.
En el momento to, la válvula empieza a
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cerrarse rápidamente, la presión ante ella
se incrementa y la onda de sobrepresión
empieza a despl azarse hacia el vaso con la
velocidad c, m/seg. Suponiendo que en el
momento h > to la onda de sobrepresión
alcanza la sección 1-1, entonces en el tramo
0-1 se tendrá una elevación de presión po
+ LI P Y la velocidad del agua no será VD,
sino VD + Llv. Si la sección del tubo bajo
la presión po fue f, y el peso específico del
agua " entonces bajo el incremento de la
presión la sección y el peso específico se
incrementan a:, + LI, Y f + Llf. En el resto
del tubo por el momento permanecen sin
cambio .
Después de que transcurre el intervalo
de tiempo LIt = tz - h la sobrepresión al–
canza la sección 2-2, recorriendo el tramo
Llx = CLl t. A la derecha, sobre la sección 1-
1 de la masa de agua en el tramo 1-2, actúa
la presión po + Ll p sobre la sección f + Llf,
ya la izquierda, en la sección 2-2 actúan las
presiones po sobre la sección f, y la reacción
de cesión de anillo del tubo dilatado, cau–
sada por la presión p + Ll p sobre la sección
Llf. La proyección de las fuerzas actuantes
sobre el eje x, que coincide con el eje del
tubo, serán (f + LIt) (po + Ll p) - fpo Y- LIt
(po + Ll p) respectivamente.
La proyección sobre el eje x de estas
fuerzas de impulso es:
(r + Llf) (po + Llp) - rpo - Llr (po + Ll p) LI, = Ll pr LI,
De acuerdo a la ley de la cantidad de
movimiento, la diferencial de la cantidad
de movimiento es igual en magnitud y
dirección a la fuerza de impulso. Por lo
tanto: - mLlv = Llpf LIt. Si se sustituye m =
,f Llxlg Y Llx = cLlt, se obtiene la ecuación
básica del golpe de ariete.
Ll p = -, cLlv/g (7.2)
Sustituyendo en esta ecuación Llph por