Discretización de la red para el análisis del flujo transitorio

Autores/as

  • J. Twyman Twyman Ingenieros Consultores

DOI:

https://doi.org/10.4995/ia.2019.11093

Palabras clave:

elemento de reemplazo de tuberías, método de ajuste de la velocidad de la onda, método de las características, número de Courant, velocidad de la onda

Resumen

Al aplicar el método de las características en el análisis transitorio se debe discretizar la red de tuberías de forma tal que se evite la aparición de errores debido al incumplimiento de Courant, lo cual puede ser difícil de conseguir ya que los sistemas generalmente están compuestos por tuberías diversas en cuanto a sus características físicas (longitud, material constituyente, etc.). Para solucionar esto existen técnicas como el método de ajuste de la velocidad de la onda (MAVO) que, pese a ser un método fácil de aplicar, debe cumplir con varias condiciones difíciles de verificar, aún en sistemas muy simples. Al analizar un sistema más complejo se concluye que el expediente de eliminar los tramos conflictivos o reemplazarlos por tuberías ficticias permite obtener una solución cercana a la exacta sin necesidad de aplicar el MAVO, en tiempos de ejecución bajos y sin afectar en forma sensible la calidad de los resultados.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Almeida, A.B., Koelle, E. 1992. Fluid Transients in Pipe Networks. Computational Mechanics Publications. London, New York, Elsevier Applied Science.

Bergant, A., Tijsseling, A.S., Vítkovský, J.P., Covas, D.I.C., Simpson, A.R., Lambert, M.F. 2008. Parameters Affecting Water-Hammer Wave Attenuation, Shape and Timing - Part 1: Mathematical Tools. Journal of Hydraulic Research, 46(3), 373-381. https://doi.org/10.3826/jhr.2008.2848

Chaudhry, M.H. 1979. Applied Hydraulic Transients, Van Nostrand Reinhold, USA.

Chaudhry, M.H. 2014. Applied Hydraulic Transients. Tercera Edición. Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-8538-4

Chaudhry, M.H., Hussaini, M.Y. 1985. Second-Order Accurate Explicit Finite-Difference Schemes for Waterhammer Analysis. Journal of Fluids Engineering, 107, 523-528. https://doi.org/10.1115/1.3242524

Ebacher, G., Besner, M.-C., Lavoie, J., Jung, B.S., Karney, B.W., Prévost, M. 2011. Transient Modeling of a Full-Scale Distribution System: Comparison with Field Data. Journal of Water Resources Planning and Management, 137(2), 173-182. https://doi.org/10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0000109

Evangelisti, 1969. Waterhammer Analysis by the Method of Characteristics. L’Energia Elettrica, 10-12, 673-692, 759-770, 839-858.

Ghidaoui, M.S., Karney, B.W. 1994. Equivalent Differential Equations in Fixed-Grid Characteristics Method. Journal of Hydraulic Engineering, 120(10), 1159-1175. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1994)120:10(1159)

Goldberg, D.E., Wylie, E.B. 1983. Characteristics Method using Time-Line Interpolations. Journal of Hydraulic Engineering, 109(5), 670-683. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1983)109:5(670)

Huang, Y., Zheng, F., Duan, H.-F., Zhang, Q., He, G. 2018. An Efficient Lagrangian-Based Approach for Transient Modelling and Analysis in Urban Water Distribution Networks. 1st International WDSA / CCWI 2018 Joint Conference, July 23-25, Kingston, Ontario, Canada.

Iliev, V., Popovski, P., Markov, Z. 2013. Water Hammer Analysis using Characteristics Method and Numerical Simulation. Mechanical Engineering - Scientific Journal, 31(1-2), 53-62.

Karney, B.W. 1984. Analysis of Fluid Transients in Large Distribution Networks. PH.D. Thesis, Columbia, Canada.

Karney, B.W., McInnis, D. 1992. Efficient Calculation of Transient Flow in Simple Pipe Networks. Journal of Hydraulic Engineering, 118(7), 1014-1030. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1992)118:7(1014)

Karney, B.W., Ghidaoui, M.S. 1997. Flexible Discretization Algorithm for Fixed-Grid MOC in Pipelines. Journal of Hydraulic Engineering, 123(11), 1004-1011. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1997)123:11(1004)

Kela, L., Vähäoja, P. 2009. Measuring Pressure Wave Velocity in a Hydraulic System. International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering, 3(1), 67-73.

Medhi Das, B., Mohan Das, M., Sarma, B. 2017. Solution of Unsteady Flow Equations in High Pressure Pipe. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 6(3), 4300-4312.

Nerella, R., Rathnam, E.V. 2015. Fluid Transients and Wave Propagation in Pressurized Conduits due to Valve Closure. Procedia Engineering, 127(2015), 1158-1164. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.11.454

Rossman, L.A. 1993. User’s Manual for EPANET. USEPA, Drinking Water Res. Div., Cincinnati, USA.

Salgado, R. 1992. Revisión de los Métodos Numéricos para el Análisis del Escurrimiento Impermanente en Redes de Tuberías a Presión. XV Congreso Latinoamericano de Hidráulica, AIHR, Colombia.

Tijsseling, A.S., Bergant A. 2007. Meshless Computation of Water Hammer. 2nd IAHR International Meeting of the Workgroup on Cavitation and Dynamic Problems in Hydraulic Machinery and Systems, October 24-26, Timisoara, University of Timisoara.

Twyman, J. 2016a. Golpe de Ariete en una Red de Distribución de Agua. Anales del XXVII Congreso Latinoamericano de Hidráulica IAHR, Spain Water and IWHR China, Septiembre 26-30, Lima, Perú, pp. 10.

Twyman, J. 2016b. Wave Speed Calculation for Water Hammer Analysis. Obras y Proyectos, 20, 86-92. https://doi.org/10.4067/S0718-28132016000200007

Twyman, J. 2017a. Water Hammer Analysis in a Water Distribution System. Ingeniería del Agua, 21(2), 87-102. https://doi.org/10.4995/ia.2017.6389

Twyman, J. 2017b. Water Hammer Analysis Using a Hybrid Scheme. Journal of Construction and Civil Engineering (RIOC), 2017, 7, 16-25. Disponible en: http://revistas.ufro.cl/ojs/index.php/rioc/article/view/1997. Último acceso: junio de 2019.

Twyman, J. 2018a. Water Hammer Analysis Using an Implicit Finite-Difference Method. Ingeniare, Revista Chilena de Ingeniería, 26(2), 307-318. https://doi.org/10.4067/S0718-33052018000200307

Wang, P., Yu, B., Han, D., Li, J., Sun, D., Xiang, Y., Wang, L. 2018. Adaptive Implicit Finite Difference Method for Natural Gas Pipeline Transient Flow. Oil & Gas Science and Technology, 73(21), 1-12. https://doi.org/10.2516/ogst/2018013

Watt, C.S., Boldy A.P., Hobbs J.M. 1980. Combination of Finite Difference and Finite Element Techniques in Hydraulic Transient Problems. Paper B2, Third International Conference on Pressure Surges, BHRA, U. of Kent, Canterbury, England.

Wood, D.J. 2005. Waterhammer Analysis-Essential and Easy (and Efficient). Journal of Environmental Engineering, 131(8), 1123-1131. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(2005)131:8(1123)

Wood, D.J., Lingireddy, S., Boulos, P.F., Karney, B.W., McPherson, D.L. 2005. Numerical Methods for Modeling Transient Flow in Distribution Systems. Journal of AWWA, 97(7), 104-115. https://doi.org/10.1002/j.1551-8833.2005.tb10936.x

Wylie, B.E., Streeter, V. 1978. Fluid Transients, McGraw-Hill International Book Company, New York, USA.

Descargas

Publicado

2019-07-31

Cómo citar

Twyman, J. (2019). Discretización de la red para el análisis del flujo transitorio. Ingeniería Del Agua, 23(3), 157–167. https://doi.org/10.4995/ia.2019.11093

Número

Sección

Artículos