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AFT IMPULSE

Características técnicas

CARACTERÍSTICAS DE AFT IMPULSE

Nueva interfaz gráfica.

Soporta sistemas operativos de 32 y de 64 bits.

Trabaja con unidades inglesas y del S.I.

El programa incorpora librerías de líquidos, tuberías, materiales y accesorios, todas ellas personalizables.

El usuario puede crear, modificar e importar librerías propias.

Puede modelizar redes o sistemas complejos, independientemente de su tamaño:

  • Sistemas abiertos y cerrados.
  • Redes complejas.
  • Bucles.

 

Permite crear, comparar y analizar diferentes escenarios o configuraciones de un mismo sistema, manteniendo toda la información en un mismo archivo.

El módulo opcional amplía el ámbito de aplicación e incrementa la capacidad de cálculo y diseño.

Permite crear, comparar y analizar diferentes escenarios o configuraciones de un mismo sistema, manteniendo toda la información en un mismo archivo.

Todos los datos, resultados, gráficas y esquemas se pueden exportar a MS-Office.

Cálculo de pérdidas de carga y distribución de flujos en: tuberías, bombas, turbinas, válvulas, filtros, calderines, chimeneas de equilibrio, etc. Y pueden representarse en forma de tablas, gráficas y valores sobre el esquema de la instalación.

Utiliza el método matricial de Newton-Raphson para resolver las ecuaciones del régimen estacionario y el método de las características para el cálculo del régimen transitorio:

  • Ecuación de conservación de la masa.
  • Ecuación del momento (Bernoulli).
  • Método de las características.

En las bombas el programa puede aplicar las leyes de afinidad de forma automática.

En las bombas se pueden definir transitorios de:

  • Parada o arrancada controlada por variador de frecuencia.
  • Parada o arrancada con o sin inercia.
  • Parada o arrancada por cuadrantes.

En el cálculo de la pérdida de carga en los accesorios se ha incluido el factor de turbulencia K ajustado.

En el cálculo de las pérdidas de carga en las válvulas se ha incorporado la constante Kv.

El programa dispone de una utilidad que ayuda a definir válvulas de cierre isoporcentual o lineal.

En los calderines se puede definir una válvula de seguridad.

En sistemas de tuberías calcula los cambios de viscosidad y fricción asociados al bombeo de fluidos con sólidos (slurry) que no sedimentan y fluidos no newtonianos (tixotrópicos, reopécticos, etc.).

En el caso de aparición de errores aparecen mensajes que ayudan al usuario a corregirlos.

Algunos elementos como válvulas antirretorno, de seguridad, venteos, ya incorporan la lógica de funcionamiento y el usuario puede ajustar los parámetros. Otros, como en las válvulas, el usuario puede definir el comportamiento al que deben ajustarse.

Los elementos antiariete como las válvulas de seguridad, anticipadora de onda, calderines, chimeneas de equilibrio y venteos, permiten ser dimensionados y pueden verse los resultados en los mismos. Por ejemplo, a continuación se muestra cómo varía la elevación en una chimenea de equilibrio cuando para una turbina.

 

Puede calcular con todo tipo de fluidos (newtonianos y no newtonianos) y mezclas con propiedades variables o constantes.

Puede calcular transitorios con fluidos con partículas en suspensión (slurry).

Se presentan en forma de tablas los valores obtenidos en el cálculo.

El usuario puede personalizar los campos de las tablas de los resultados, las gráficas y los esquemas coloreados.

El usuario puede obtener gráficas de todos los parámetros calculados.

El usuario puede obtener esquemas del modelo coloreados según parámetros definidos.

Los resultados y las gráficas se pueden exportar a MS-Office.

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¿CÓMO SE TRABAJA CON AFT IMPULSE?

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Abra un modelo de AFT Fathom o analice con AFT Impulse el régimen estacionario de la instalación.

AFT Impulse tiene una interfaz gráfica intuitiva para el usuario. Construir un modelo es tan fácil como arrastrar los componentes que forman parte de la instalación.

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Para cada componente, el programa informa de cuáles son los mínimos parámetros necesarios, facilitando así su rápida definición.

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En los cálculos hidráulicos AFT Impulse tiene en cuenta las propiedades termofísicas del fluido vehiculado, ya sean variables o constantes, pudiendo definir todo tipo de fluidos y mezclas y su variación con la temperatura. Sin embargo, a diferencia de AFT Fathom, AFT Impulse no permite realizar cálculos con intercambio de calor.

Los resultados obtenidos del régimen estacionario se presentan en diferentes formas y se pueden personalizar.

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Todos los datos, resultados, gráficas y esquemas se pueden exportar a MS-Office.

Analizado el estacionario, el usuario puede definir los eventos que iniciarán el transitorio como parada o arrancada de bombas o cierre o apertura de válvulas, entre otros.

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Los resultados del transitorio pueden verse en forma de tablas, envolventes de presiones máximas y mínimas, variaciones de presión frente al tiempo o resultados sobre el esquema de la instalación. Se pueden mostrar presiones o cualquiera de los parámetros que calcula el programa.

COMPONENTES Y ACCESORIOS

El usuario dispone de un amplio catálogo de componentes y accesorios que puede utilizar para construir el modelo que represente su instalación.

No existe limitación alguna en el número de componentes que AFT Impulse es capaz de calcular.

Permite ramificaciones de hasta 25 tuberías por nodo, sin limitación de número de nodos.

Permite definir condiciones de contorno por presión o caudal y éstas pueden variar con el tiempo.

Puede definir cualquier tipo de bomba (centrífuga, de tornillo, de engranajes, etc.) introduciendo su curva característica, o bien un valor fijo de caudal másico o volumétrico. Se incluye la opción de realizar correcciones por viscosidad según el método ANSI/HI.

Bombas:

  • Con velocidad variable.
  • Efectos de inercia de la bomba.
  • Modeliza cualquier tipo de bomba.
  • Permite realizar correcciones por viscosidad.
  • Permite definir bombas en paralelo o en serie.

Pueden definirse válvulas de todo tipo: válvulas de control, de seguridad, de compuerta, de guillotina, antirretorno, etc.

Dispone de los accesorios más utilizados y de los elementos antiariete: calderines, chimeneas de equilibrio, válvula anticipadora de onda, rompedora de vacío, ventosas, etc.

Permite definir componentes y accesorios cuya curva característica sigue una expresión polinómica.

Los transitorios pueden iniciarse por eventos o por tiempo, y pueden vincularse nuevos eventos a parámetros del sistema para reproducir el comportamiento real del mismo durante el transitorio.

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DISPOSITIVOS ANTIARIETE

En una instalación en la que exista el riesgo de que se produzca el golpe de ariete, es necesario definir las protecciones que se van a introducir en el sistema para limitar sus efectos a niveles razonables.

El dimensionado estructural de las tuberías debe resistir sobrepresiones y depresiones transitorias.

Entre los sistemas y equipos de protección frente al golpe de ariete que puede modelizar AFT Impulse destacamos:

Volante de inercia

El aumento de la inercia en el grupo de presión permite aumentar el tiempo de parada y con ello disminuir los efectos del golpe de ariete.

Sin embargo, su utilización se ve limitada por el tamaño del volante.

Cámaras o chimeneas de equilibrio

Son recipientes de gran altura abiertos que protegen el tramo aguas abajo y reducen la intensidad del golpe de ariete aguas arriba.

Son comunes en conducciones de alimentación de centrales hidroeléctricas o en impulsiones de abastecimiento, no en entornos industriales.

Su utilización está muy limitada por la topografía de la zona.

AFT Impulse puede modelar chimeneas de equilibrio de sección constante o variable, con o sin by-pass y con o sin válvula de retención.

Calderines

Son depósitos cerrados cuya parte superior contiene aire o un gas inerte (generalmente nitrógeno) bajo presión y cuya parte inferior contiene un cierto volumen de agua.

Después de la parada de las bombas, el depósito suministra agua a la tubería descomprimiéndose, reduciendo así el descenso de presión debido al golpe de ariete. Posteriormente, se invierte el sentido del flujo y el agua es de nuevo almacenada en el depósito, comprimiendo el gas.

AFT Impulse puede modelizar calderines con o sin by-pass.

Tanques de alimentación

Difiere de una cámara de equilibrio por el hecho de que durante el funcionamiento normal está aislado de la tubería por una válvula de retención. Cuando ocurre una depresión en la tubería por debajo del nivel de agua del tanque, la válvula se abre y alimentando el flujo se evita que la depresión aumente.

El tanque se alimenta por un “bypass”, servido de un flotador.

Están particularmente indicados para proteger puntos altos de la instalación.

Como es evidente, el tanque solamente puede operar cuando la línea de depresión, tras la parada de los grupos, descienda por debajo del nivel de agua en el tanque.

AFT Impulse puede modelizar tanques de alimentación de sección constante o variable, con o sin by-pass y con o sin válvula de retención.

Válvula anticipadora de onda

La válvula anticipadora de onda es una válvula instalada fuera de la línea, de operación hidráulica y accionada por diafragma. La válvula se abre en reacción a la caída de presión generada por la súbita parada de la bomba.

Mediante la preapertura de la válvula se disipa la onda de alta presión de retorno y así se elimina el golpe de ariete. La válvula se cierra con suavidad y herméticamente en cuanto lo permite la función de alivio, evitando la onda de cierre.

Esta válvula sirve también para aliviar la presión excesiva en el sistema.

AFT Impulse puede modelizar válvulas anticipadoras de onda.

Válvulas antirretorno

Intercalar este tipo de válvulas permite seccionar la conducción en tramos más cortos, lo que conlleva tiempos característicos menores que los del tubo completo.

Por otra parte, la instalación de este tipo de válvulas como protección de la propia bomba (para evitar flujo inverso) es fuente de transitorios violentos si ocurre una parada brusca.

Válvulas de seguridad o alivio

Son dispositivos que derivan un cierto caudal fuera del conducto principal cuando la presión en éste sobrepasa el valor de la tara. De esta forma se alivia la presión del interior de la tubería o equipo.

Presentan el inconveniente de que sólo actúan con sobrepresiones, y de que, salvo montajes excepcionales, el caudal derivado sale fuera de la instalación.

AFT Impulse puede modelizar válvulas de seguridad o alivio.

Ventosas

Las ventosas se utilizan para evitar depresiones en los conductos, ya que cuando éstas se producen las ventosas se abren, admitiendo aire del exterior. El aire entrante queda dentro de la instalación pero evita el colapso de la tubería.

En la mayoría de los casos son de doble efecto y funcionan como purgadores automáticos: cuando les llega una burbuja de gas, se abren para expulsarla al exterior.

AFT Impulse puede modelizar ventosas (bifuncionales y trifuncionales)

CÁLCULO DE FUERZAS TRANSITORIAS

AFT Impulse calcula la variación de las fuerzas debidas a un transitorio hidráulico.

En el cálculo de las fuerzas AFT Impulse no contempla las cargas constantes del fluido y el peso de las tuberías ni de los componentes. Es importante que se incluyan por separado estos elementos antes de realizar un análisis detallado de estrés para dimensionar correctamente los soportes de las tuberías.

Para agilizar esta tarea AFT Impulse tiene utilidades que facilitan la comunicación con diferentes programas de análisis de flexibilidad o de estrés de tuberías como, por ejemplo, CAESAR II.

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