Cálculo de la velocidad de onda para el análisis del golpe de ariete

Resumen

Para resolver en forma precisa el problema de golpe de ariete usando el Método de las Características MC es necesario que el número de Courant C_n = 1 en cada tubería del sistema. El valor de C_n depende de la velocidad de la onda a, cuyo valor depende a su vez de las propiedades del fluido (densidad, módulo de compresión) y de las características físicas de cada tubería (módulo de elasticidad, diámetro, espesor, condición de apoyo). Debido a que las redes de distribución de agua generalmente tienen muchas tuberías diferentes, y por tanto, muchas velocidades de onda distintas, cumplir con C_n = 1 en cada tubería se torna una tarea muy difícil, más aún cuando la solución mediante el MC necesita un paso de tiempo At común para todas las tuberías del sistema. Una forma de solución a este problema es aplicar el método de ajuste de la velocidad de la onda que consiste en modificar el valor de a en cada tubería en un cierto porcentaje hasta obtener C_n= 1. Con esto se garantizan resultados óptimos en términos numéricos, pero ¿es posible decir lo mismo en términos físicos?. La pregunta que se plantea es: ¿qué parámetros dentro de la fórmula de a deben (o pueden) ser cambiados sin exceder los valores característicos del material componente de la tubería?. En este trabajo se muestran algunos casos donde la modificación de a puede alterar significativamente la magnitud de los parámetros que definen su valor, dando lugar a valores que pueden ser físicamente incompatibles, ficticios o sin aplicación práctica.