Calculadora del Golpe de Ariete (Sobrepresión de Joukowsky)
Aumento de presión cuando se detiene de golpe un flujo en una tubería, a partir de la variación de velocidad, la velocidad de la onda de presión y la densidad, con el tiempo crítico de cierre.
Resultados
La línea discontinua marca el valor que ha escrito.
Qué hace esta herramienta
Detener bruscamente el agua en movimiento envía una onda de presión por la tubería: la ecuación de Joukowsky da su valor, Δp = ρ·c·Δv, y en una tubería de acero con agua, donde c ronda los 1000 m/s, cada 1 m/s de velocidad frenada suma unos 10 bar. La velocidad de la onda es menor en tuberías de plástico, unos cientos de m/s, y en tuberías con mucho aire. La onda tarda 2L ÷ c en llegar al final de la tubería y volver; una válvula que cierra en menos que eso produce la sobrepresión completa, y un cierre más lento da menos, por lo que cerrar despacio es la protección más barata. La cifra aquí es el tope para una tubería recta.
Fórmula
Δp = ρ × c × Δv (Joukowsky) · Δh = c × Δv ÷ g · critical closing time = 2L ÷ c
Variables
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
dv | Variación brusca de la velocidad del flujo | m/s |
c | Velocidad de la onda de presión en la tubería | m/s |
ro | Densidad | kg/m³ |
l | Longitud de la tubería desde la válvula hasta la primera reflexión | m |
tc | Tiempo de cierre de la válvula | s |
DP | Sobrepresión (Joukowsky) | bar |
DH | Sobrepresión en altura de agua | m |
TC | Tiempo crítico de cierre 2L ÷ c | s |
CL | ¿Se aplica el golpe de ariete completo? | — |
Ejemplo resuelto
- Variación brusca de la velocidad del flujo2 m/s
- Velocidad de la onda de presión en la tubería1000 m/s
- Densidad1000 kg/m³
- Longitud de la tubería desde la válvula hasta la primera reflexión500 m
- Tiempo de cierre de la válvula0,5 s
- Sobrepresión (Joukowsky)20,00 bar
- Sobrepresión en altura de agua203,9 m
- Tiempo crítico de cierre 2L ÷ c1,000 s
- ¿Se aplica el golpe de ariete completo?Sí: la válvula cierra dentro del tiempo crítico, así que se forma la sobrepresión completa
Limitaciones
- El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.
- Para trabajos que deban cumplir una norma o ser firmados, contraste el resultado con el reglamento aplicable y pida la revisión de un ingeniero cualificado.