Resumen

El artículo se centra en el análisis cuasi-dinámico del movimiento del conjunto del tapón liberado debido a la fuerza del fluido que actúa. La solicitud de este análisis está relacionada con la prueba de presión de las válvulas de alta presión. Existe un peligro real de que el sistema de sujeción del enchufe falle y el conjunto del enchufe salga volando. El modelo hidrodinámico del problema describe el movimiento del tapón en tres fases de flujo de fluido y se resolvió utilizando el código MATLAB. El análisis presentado nos permite comprender cómo la masa y las dimensiones del conjunto de tapón influyen en el movimiento de salida del conjunto de tapón. Además, podemos entender el efecto de la presión de prueba y el volumen interno del sistema. Este análisis proporciona los datos de entrada aplicables para el diseño de un sistema de retención, que es parte de la caja de prueba para válvulas de alta presión.

1. Introducción

Cualquier sistema presurizado representa un peligro potencial debido a la alta presión bajo la que opera. Los sistemas de alta presión son frecuentemente la fuente de accidentes graves. Incluso los gases y líquidos no peligrosos, como el aire y el agua, pueden convertirse en peligrosos en caso de un accidente con un equipo de alta presión. Estos accidentes pueden causar la muerte, lesiones corporales graves o daños materiales sustanciales. Los accidentes en los que intervienen equipos de alta presión están cubiertos principalmente:

- Fallas de los recipientes de presión o calderas

- Accidentes con mangueras o tubos hidráulicos

- Fallas de los accesorios hidráulicos de alta presión o piezas liberadas repentinamente

- Lesión por inyección de fluidos

A fin de investigar y prevenir accidentes que puedan ocurrir en equipos presurizados, es útil aplicar un modelo matemático adecuado que describa los procesos y las fuerzas del fluido causadas por la descarga de éste a través de una zona de apertura de fallas. En vista de ello, el conocimiento detallado de la distribución de la velocidad no es sustancial para la mencionada determinación de las fuerzas del fluido; sin embargo, el modelo unidimensional del flujo de fluidos parece ser aceptable. En cuanto al tiempo de apertura de la falla, los resultados del análisis cuasidinámico de la interacción con el entorno pueden considerarse una solución conservadora [1].

La fuerza del fluido que actúa sobre el sistema de fluidos (véase la Fig. 1) es función del tiempo y el espacio. Esta fuerza depende del estado termodinámico del fluido en el área del volumen de control y del plano de flujo dentro y fuera del volumen de control. La ecuación generalizada [1], que describe la fuerza del fluido que actúa sobre la parte del sistema de fluido, se da en la forma

Fórmula (1)

Aquí F es la fuerza del fluido, c.v. es el volumen de control, ρw es la densidad del fluido, c es el volumen de control de la velocidad del fluido, A es el área del plano de descarga del volumen de control, p es la presión del fluido en el área del plano de apertura, pa es la presión ambiental.

• Materias:Válvulas Hidrodinámica Dinámica de fluidos Alta presión
• Subjects:Valves Hydrodynamics Fluid dynamics High pressure
• Palabras claves:Dinámica de fluidos, equipos de alta presión, descarga de fluidos, vuelo libre
• Keywords:Fluid dynamics, high-pressure equipment, fluid discharge, fly off