Energía hidroeléctrica: bomba de ariete hidráulica
Una bomba de ariete hidráulico funciona según las leyes básicas de la física para elevar el agua contra la atracción gravitacional a una altura superior a la de la fuente. Esta bomba funciona sin ningún suministro de energía externo, como la quema de combustible. La única energía es la energía cinética del agua que se bombea. Cuanto mayor sea la cabeza, mayor será la distancia bombeada.
¿Cómo funciona?
Para comprender cómo funciona la bomba de ariete, es importante conocer el principio del golpe de ariete.
Fluid hammer- El efecto de golpe de fluido ocurre cuando un fluido (en este caso agua) se detiene con fuerza o su dirección cambia repentinamente. Se experimenta un choque de presión y la onda se conduce de regreso a la fuente del fluido. Este podría ser un fenómeno peligroso que provoque la explosión o el colapso de neumáticos y tuberías.
El agua fluye hacia la bomba a través de la entrada (5) con algo de energía cinética del cabezal y cierra la válvula (6).
Con 6 cerrados y 3 inicialmente cerrados, el agua desarrolla un zumbido de agua que acumula presión en la tubería y abre la válvula (3) enviando algo de agua a través de la salida (1).
Como el flujo es cuesta arriba, el agua fluye lentamente y luego vuelve a caer cerrando 3.
El golpe de ariete se acumula y se replica a través de la tubería produciendo una fuerza de succión que abre la válvula de desagüe 6.
El proceso se repite aumentando la presión cada vez.
La etiqueta 2 es un controlador de presión que contiene aire. Amortigua el impacto cada vez que 6 se acerca y se empuja el agua a través de 3. Ayuda a proteger la tubería del impacto que podría provocar una explosión y también ayuda al efecto de bombeo. El ariete tiene una eficiencia del 60 al 80 por ciento. Esto no refleja directamente la proporción de agua bombeada, ya que depende de la altura vertical del agua bombeada. En otras palabras, esta es la eficiencia del efecto de bombeo en energía del efecto de hummer del agua.
Ejemplo resuelto 1
Calcule la potencia estimada para una turbina con una eficiencia del 85 por ciento. El caudal del río es de 80 metros cúbicos por segundo y la toma de arroyos se sitúa a 147 metros de la ubicación de las turbinas generadoras.
Solution -
La potencia viene dada por W = Eficiencia * altura * flujo * densidad * gravedad
Al convertir la densidad específica del agua a unidades SI, obtenemos 1000 kgm -3
Sustituyendo los valores en la fórmula -
P = 0,85 * 1000 * 80 * 9,81 * 147
P = 97 megavatios
Ejemplo resuelto 2
Dado que la potencia real recibida en un día en particular fue de 1.440.000kWh; Calcule la eficiencia del generador. Suponga que la gravedad es de 9,81 ms -2 . Densidad específica del agua 1 gcm -3 .
Solution -
Dado: 1 día de suministro = 288000 kWh
Potencia = 1440000/24
= 60 mW
Eficiencia = Fuente de alimentación / potencia esperada * 100
= 60/97 * 100
El sistema tiene una eficiencia del 66,67%.