O golpe de aríete em tubulações é um surto de pressão instantâneo. A diferença está associada a uma mudança brusca na velocidade do fluxo de água. A seguir, aprenderemos mais sobre como ocorre o choque hidráulico em dutos.
Ilusão principal
O resultado do enchimento líquido do espaço do pistão no motor da configuração correspondente (pistão) é erroneamente considerado como choque hidráulico. Como resultado, o pistão não atinge o ponto morto e começa a comprimir a água. Isso, por sua vez, leva à falha do motor. Em particular, a uma ruptura na biela ou biela, ruptura dos pinos na cabeça do cilindro, ruptura das juntas.
Classificação
De acordo com a direção do surto de pressão, o golpe de aríete pode ser:
- Positivo. Neste caso, o aumento de pressão ocorre devido a uma partida brusca da bomba ou ao bloqueio da tubulação.
- Negativo. Neste caso, estamos falando de uma queda de pressão como resultado da abertura do damper ou do desligamento da bomba.
De acordo com o tempopropagação da onda e o período de fechamento da válvula (ou outras válvulas de fechamento), durante o qual um golpe de aríete se formou nas tubulações, é dividido em:
- Reta (cheia).
- Indireto (incompleto).
No primeiro caso, a frente da onda formada se move na direção oposta à direção original do fluxo de água. O movimento adicional dependerá dos elementos da tubulação, localizados antes da válvula fechada. É provável que a frente de onda passe repetidamente na direção para frente e para trás. Com um golpe de aríete incompleto, o fluxo pode não apenas começar a se mover na outra direção, mas também passar parcialmente pela válvula se ela não estiver completamente fechada.
Consequências
O mais perigoso é considerado um golpe de aríete positivo no sistema de aquecimento ou abastecimento de água. Se o pico de pressão for muito alto, a linha pode ser danificada. Em particular, rachaduras longitudinais aparecem nos tubos, o que posteriormente leva a uma divisão, uma violação do aperto nas válvulas. Devido a essas falhas, o equipamento de encanamento começa a falhar: trocadores de calor, bombas. A este respeito, o choque hidráulico deve ser evitado ou reduzido. A pressão da água torna-se máxima no processo de desaceleração do escoamento quando toda a energia cinética é transferida para o trabalho de esticar as paredes da tubulação e comprimir a coluna de líquido.
Pesquisa
Experimental e teoricamente estudou o fenômeno em 1899 Nikolai Zhukovsky. O pesquisador identificoucausas do choque hidráulico. O fenômeno se deve ao fato de que no processo de fechamento da linha por onde o fluido flui, ou quando ela é fechada rapidamente (quando um canal sem saída é conectado a uma fonte de energia hidráulica), uma mudança brusca na pressão e velocidade da água é formada. Não está em todo o pipeline ao mesmo tempo. Se, neste caso, certas medições forem feitas, pode-se revelar que a mudança na velocidade ocorre na direção e na magnitude e na pressão - tanto na direção de diminuição quanto de aumento em relação à inicial. Tudo isso significa que um processo oscilatório ocorre na linha. É caracterizada por uma diminuição periódica e aumento da pressão. Todo esse processo é caracterizado pela transitoriedade e é causado por deformações elásticas do próprio líquido e das paredes do tubo. Zhukovsky provou que a velocidade com que uma onda se propaga é diretamente proporcional à compressibilidade da água. A quantidade de deformação das paredes do tubo também é importante. É determinado pelo módulo de elasticidade do material. A velocidade da onda também depende do diâmetro da tubulação. Um aumento repentino de pressão não pode ocorrer em uma linha cheia de gás, pois ela é comprimida com bastante facilidade.
Progresso do processo
Em um sistema autônomo de abastecimento de água, como uma casa de campo, uma bomba de furo pode ser usada para criar pressão na linha. O golpe de aríete ocorre quando o consumo de fluido para repentinamente - quando uma torneira é fechada. Um fluxo de água se movendo ao longoestrada, incapaz de parar instantaneamente. A coluna de líquido por inércia colide com o "beco sem saída" do encanamento, que se formou quando a torneira foi fechada. Nesse caso, o relé não salva do golpe de aríete. Ele só reage ao surto, desligando a bomba após o fechamento da válvula e a pressão ultrapassar o valor máximo. O desligamento, como interromper o fluxo de água, não é imediato.
Exemplos
Pode-se considerar uma tubulação com pressão constante e movimento de fluido de natureza constante, na qual uma válvula foi fechada abruptamente ou uma válvula gaveta foi fechada repentinamente. Em um sistema de abastecimento de água de fundo de poço, o golpe de aríete normalmente ocorre quando a válvula de retenção está acima do nível estático de água (9 metros ou mais) ou está vazando enquanto a próxima válvula acima está mantendo a pressão. Em ambos os casos, ocorre uma descarga parcial. Na próxima vez que a bomba for iniciada, a água em alta velocidade preencherá o vácuo. O líquido colide com a válvula de retenção fechada e o fluxo acima dela, causando um aumento de pressão. O resultado é o golpe de aríete. Contribui não apenas para a formação de rachaduras e a destruição de juntas. Quando ocorre um aumento de pressão, a bomba ou o motor elétrico (e às vezes ambos os elementos ao mesmo tempo) é danificado. Este fenômeno pode ocorrer em sistemas de acionamento hidráulico de deslocamento positivo quando uma válvula de carretel é usada. Quando um dos canais de descarga é bloqueado por um carretellíquidos surgem processos descritos acima.
Proteção contra golpe de aríete
A força do surto dependerá da vazão antes e depois do bloqueio da rodovia. Quanto mais intenso o movimento, mais forte o impacto quando de repente parou. A velocidade do fluxo em si dependerá do diâmetro da linha. Quanto maior a seção transversal, mais fraco o movimento do fluido. A partir disso, pode-se concluir que o uso de grandes tubulações reduz a probabilidade de golpe de aríete ou o enfraquece. Outra maneira é aumentar a duração do desligamento do abastecimento de água ou ligar a bomba. Elementos de fechamento tipo válvula são usados para fechar gradualmente o tubo. Especialmente para bombas, são usados kits de partida suave. Eles permitem não apenas evitar o golpe de aríete durante a ativação, mas também aumentar significativamente a vida útil da bomba.
Compensadores
A terceira opção de proteção envolve o uso de um dispositivo amortecedor. É um tanque de expansão de membrana, capaz de "extinguir" os surtos de pressão resultantes. Os compensadores de golpe de aríete funcionam de acordo com um determinado princípio. Está no fato de que, no processo de aumento da pressão, o pistão se move com o líquido e o elemento elástico (mola ou ar) é comprimido. Como resultado, o processo de choque é transformado em oscilatório. Devido à dissipação de energia, o último decai rapidamente sem um aumento significativo na pressão. O compensador é usado na linha de enchimento. esta sendo cobradoar comprimido a uma pressão de 0,8-1,0 MPa. O cálculo é feito aproximadamente, de acordo com as condições de absorção da energia da coluna motriz de água do tanque de enchimento ou acumulador para o compensador.
