1/Conceito

Golpe de aríete também é chamado de golpe de aríete. Durante o transporte de água (ou outros líquidos), devido à abertura ou fechamento repentino deVálvula Borboleta Api, válvulas de gaveta, válvulas de retenção eválvulas de esfera. paradas repentinas de bombas de água, abertura e fechamento repentinos de palhetas-guia, etc., a vazão muda repentinamente e a pressão flutua significativamente. O efeito golpe de aríete é um termo vívido. Refere-se a um golpe de aríete severo causado pelo impacto do fluxo de água na tubulação quando a bomba de água é ligada e desligada. Porque dentro do tubo de água, a parede interna do tubo é lisa e a água flui livremente. Quando uma válvula aberta é fechada repentinamente ou a bomba de abastecimento de água é desligada, o fluxo de água gerará uma pressão na válvula e na parede do tubo, principalmente na válvula ou na bomba. Como a parede do tubo é lisa, sob a ação da inércia do fluxo de água subsequente, a força hidráulica atinge rapidamente o máximo e produz efeitos destrutivos. Este é o "efeito golpe de aríete" em hidráulica, ou seja, golpe de aríete positivo. Ao contrário, quando uma válvula fechada é aberta repentinamente ou a bomba de água é ligada, também ocorrerá golpe de aríete, que é chamado de golpe de aríete negativo, mas não é tão grande quanto o anterior. O impacto da pressão fará com que a parede do cano fique tensionada e produza ruído, como um martelo batendo no cano, por isso é chamado de efeito golpe de aríete.

2/Perigos

A pressão instantânea gerada pelo golpe de aríete pode atingir dezenas ou até centenas de vezes a pressão normal de operação na tubulação. Essas grandes flutuações de pressão podem causar fortes vibrações ou ruídos no sistema de tubulação e danificar as juntas das válvulas. Isso tem um efeito muito prejudicial ao sistema de tubulação. Para evitar o golpe de aríete, o sistema de tubulação precisa ser projetado corretamente para evitar que a vazão seja muito alta. Geralmente, a vazão projetada da tubulação deve ser inferior a 3 m/s, e a velocidade de abertura e fechamento da válvula precisa ser controlada.
Como a bomba é ligada, desligada e as válvulas são abertas e fechadas muito rapidamente, a velocidade da água muda drasticamente, especialmente o golpe de aríete causado pela parada repentina da bomba, o que pode danificar tubulações, bombas d'água e válvulas, e fazer com que a bomba d'água reverta e reduza a pressão da rede de tubulação. O efeito do golpe de aríete é extremamente destrutivo: se a pressão for muito alta, causará a ruptura da tubulação. Por outro lado, se a pressão for muito baixa, causará o colapso da tubulação e danificará as válvulas e fixações. Em um tempo muito curto, a vazão de água aumenta de zero para a vazão nominal. Como os fluidos têm energia cinética e um certo grau de compressibilidade, grandes mudanças na vazão em um período muito curto de tempo causarão impactos de alta e baixa pressão na tubulação.

3/gerar

Existem muitas causas para o golpe de aríete. Os fatores mais comuns são os seguintes:

1. A válvula abre ou fecha repentinamente;

2. A unidade da bomba de água para ou inicia repentinamente;

3. Um único cano transporta água para um local alto (a diferença de altura do terreno de abastecimento de água ultrapassa 20 metros);

4. A elevação total (ou pressão de trabalho) da bomba de água é grande;

5. A velocidade do fluxo de água na tubulação de água é muito grande;

6. A tubulação de água é muito longa e o terreno muda muito.
7. Construções irregulares são um perigo oculto em projetos de dutos de abastecimento de água
(1) Por exemplo, a produção de pilares de empuxo de cimento para tês, cotovelos, redutores e outras juntas não atende aos requisitos.
De acordo com o "Regulamento Técnico para Engenharia de Dutos de Abastecimento de Água com Cloreto de Polivinila Rígido Enterrado", pilares de empuxo de cimento devem ser instalados em juntas como tês, cotovelos, redutores e outros tubos com diâmetro ≥110 mm para evitar que a tubulação se mova. "Pilares de empuxo de concreto": não devem ser inferiores ao grau C15 e devem ser moldados no local, sobre a fundação do solo original escavado e o talude da vala. Algumas partes da construção não dão a devida atenção à função dos pilares de empuxo. Eles pregam uma estaca de madeira ou cunham uma ponta de ferro próxima à tubulação para atuar como um pilar de empuxo. Às vezes, o volume do pilar de cimento é muito pequeno ou não é despejado no solo original. Por outro lado, alguns pilares de empuxo não são resistentes o suficiente. Como resultado, durante a operação da tubulação, os pilares de empuxo não funcionam e se tornam inutilizáveis, causando desalinhamento e danos a conexões de tubos, como tês e cotovelos.
(2) A válvula de escape automática não está instalada ou a posição de instalação não é razoável.
De acordo com o princípio da hidráulica, válvulas de escape automáticas devem ser projetadas e instaladas nos pontos mais altos das tubulações em áreas montanhosas ou colinas com grandes ondulações. Mesmo em áreas planas com terrenos levemente ondulados, as tubulações devem ser projetadas artificialmente durante a escavação de valas. Há subidas e descidas, subindo ou descendo de forma cíclica, a inclinação não é inferior a 1/500 e 1 a 2 válvulas de escape são projetadas no ponto mais alto de cada quilômetro.
Durante o transporte de água na tubulação, o gás presente na tubulação escapa e se acumula nas partes elevadas da tubulação, causando até mesmo bloqueios de ar. Quando a vazão de água na tubulação oscila, as bolsas de ar formadas nas partes elevadas continuam a ser comprimidas e expandidas, e o gás se torna... A pressão gerada após a compressão é dezenas ou até centenas de vezes maior do que a pressão gerada após a compressão da água (conta pública: Pump Butler). Nesse momento, esta seção da tubulação com perigos ocultos pode levar às seguintes situações:
• Após a água passar a montante do cano, a água que goteja desaparece a jusante. Isso ocorre porque a bolsa de ar no cano bloqueia o fluxo de água, causando a separação da coluna d'água.
• O gás comprimido na tubulação é comprimido até o limite máximo e se expande rapidamente, causando a ruptura da tubulação.
• Quando a água de uma fonte de água alta é transportada a jusante a uma determinada velocidade por gravidade, após o fechamento rápido da válvula a montante, devido à inércia da diferença de altura e da vazão, a coluna de água na tubulação a montante não para imediatamente. Ela ainda se move a uma determinada velocidade. A velocidade flui a jusante. Nesse momento, forma-se um vácuo na tubulação, pois o ar não pode ser reabastecido a tempo, causando o esvaziamento da tubulação devido à pressão negativa e danos.
(3) O solo da vala e do aterro não atendem às normas.
Valas não qualificadas são frequentemente vistas em áreas montanhosas, principalmente porque há muitas pedras em certas áreas. As valas são cavadas manualmente ou detonadas com explosivos. O fundo da vala é seriamente irregular e tem pedras afiadas salientes. Ao encontrar isso, neste caso, de acordo com os regulamentos relevantes, as pedras no fundo da vala devem ser removidas e mais de 15 centímetros de areia devem ser pavimentados antes que o oleoduto possa ser colocado. No entanto, os operários da construção foram irresponsáveis ou cortaram custos e colocaram a areia diretamente sem pavimentar areia ou pavimentar um pouco de areia simbolicamente. O oleoduto é colocado sobre as pedras. Quando o aterro é concluído e a água é colocada em operação, devido ao peso do próprio oleoduto, à pressão vertical do solo, à carga do veículo no oleoduto e à superposição da gravidade, ele é suportado por uma ou várias pedras afiadas elevadas no fundo do oleoduto. , concentração excessiva de tensões, é muito provável que o oleoduto seja danificado neste ponto e rache ao longo de uma linha reta neste ponto. É o que as pessoas costumam chamar de “efeito de pontuação”.

4/Medidas

Existem muitas medidas de proteção contra o golpe de aríete, mas medidas diferentes precisam ser tomadas de acordo com as possíveis causas do golpe de aríete.
1. Reduzir a vazão das tubulações de água pode reduzir a pressão do golpe de aríete até certo ponto, mas aumentará o diâmetro das tubulações e aumentará o investimento do projeto. Ao projetar tubulações de água, deve-se considerar evitar lombadas ou mudanças drásticas na inclinação para reduzir o comprimento da tubulação. Quanto mais longa a tubulação, maior o valor do golpe de aríete quando a bomba estiver parada. De uma estação de bombeamento para duas estações de bombeamento, um poço de sucção de água é usado para conectar as duas estações de bombeamento.
Golpe de aríete quando a bomba é parada

O chamado golpe de aríete de parada da bomba refere-se ao fenômeno de choque hidráulico causado por mudanças repentinas na velocidade do fluxo na bomba d'água e nas tubulações de pressão quando a válvula é aberta e parada devido a uma queda repentina de energia ou outros motivos. Por exemplo, falhas no sistema de energia ou no equipamento elétrico, falhas ocasionais da unidade da bomba d'água, etc., podem fazer com que a bomba centrífuga abra a válvula e pare, resultando em golpe de aríete quando a bomba é parada. A magnitude do golpe de aríete quando a bomba é parada está relacionada principalmente à altura manométrica da casa de bombas. Quanto maior a altura manométrica, maior o valor do golpe de aríete quando a bomba é parada. Portanto, uma altura manométrica razoável deve ser selecionada com base nas condições locais reais.

A pressão máxima do golpe de aríete quando uma bomba está parada pode atingir 200% da pressão normal de trabalho, ou até mais, o que pode destruir tubulações e equipamentos. Acidentes comuns causam "vazamento de água" e falta de água; acidentes graves causam inundação da casa de bombas, danos a equipamentos e instalações. Danos ou até mesmo ferimentos pessoais ou morte.

Após parar a bomba devido a um acidente, aguarde até que o tubo atrás da válvula de retenção esteja cheio de água antes de ligar a bomba. Não abra totalmente a válvula de saída da bomba d'água ao ligá-la, caso contrário, ocorrerá um grande impacto de água. Acidentes graves com golpe de aríete em muitas estações de bombeamento frequentemente ocorrem nessas circunstâncias.

2. Configurar dispositivo de eliminação de golpe de aríete
(1) Usando tecnologia de controle de tensão constante
Um sistema de controle automático PLC é usado para controlar a bomba com velocidade de frequência variável e para controlar automaticamente a operação de todo o sistema de abastecimento de água da sala de bombas. Como a pressão da rede de abastecimento de água continua a mudar com as mudanças nas condições de trabalho, a baixa pressão ou sobrepressão frequentemente ocorrem durante a operação do sistema, o que pode facilmente causar golpe de aríete, levando a danos às tubulações e equipamentos. Um sistema de controle automático PLC é usado para controlar a rede de tubulação. Detecção de pressão, controle de feedback do início e parada da bomba de água e ajuste de velocidade, controle de fluxo e, assim, manter a pressão em um determinado nível. A pressão de abastecimento de água da bomba pode ser definida pelo controle do microcomputador para manter a pressão de abastecimento de água constante e evitar flutuações excessivas de pressão. A probabilidade de golpe de aríete é reduzida.
(2) Instalar eliminador de golpe de aríete
Este dispositivo previne principalmente o golpe de aríete quando a bomba está parada. Geralmente, é instalado próximo à tubulação de saída da bomba d'água. Ele utiliza a pressão da própria tubulação como energia para realizar a ação automática de baixa pressão. Ou seja, quando a pressão na tubulação for inferior ao valor de proteção definido, a porta de drenagem se abrirá automaticamente para drenar a água. O alívio de pressão é usado para equilibrar a pressão das tubulações locais e evitar o impacto do golpe de aríete nos equipamentos e tubulações. Os eliminadores geralmente podem ser divididos em dois tipos: mecânicos e hidráulicos. Os eliminadores mecânicos são restaurados manualmente após a ação, enquanto os eliminadores hidráulicos podem ser reiniciados automaticamente.
(3) Instale uma válvula de retenção de fechamento lento no tubo de saída da bomba de água de grande diâmetro

Ele pode eliminar eficazmente o golpe de aríete quando a bomba é parada, mas porque uma certa quantidade de água fluirá de volta quando aAPI 609Quando a válvula é ativada, o poço de sucção de água deve ter um tubo de transbordamento. Existem dois tipos de válvulas de retenção de fechamento lento: tipo martelo e tipo de armazenamento de energia. Este tipo de válvula pode ajustar o tempo de fechamento da válvula dentro de uma determinada faixa, conforme necessário (bem-vindo a seguir: Pump Butler). Geralmente, a válvula fecha 70% a 80% dentro de 3 a 7 segundos após uma queda de energia. O tempo de fechamento restante de 20% a 30% é ajustado de acordo com as condições da bomba de água e da tubulação, geralmente na faixa de 10 a 30 segundos. Vale ressaltar que quando há uma protuberância na tubulação e ocorre o golpe de aríete, o papel da válvula de retenção de fechamento lento é muito limitado.
(4) Configurar uma torre reguladora de pressão unidirecional
Ela é construída próxima à estação de bombeamento ou em um local apropriado na tubulação, e a altura da torre de sobretensão unidirecional é menor que a pressão da tubulação ali. Quando a pressão na tubulação é inferior ao nível da água na torre, a torre reguladora de pressão reabastece a tubulação com água para evitar que a coluna d'água se rompa e cause o golpe de aríete. No entanto, seu efeito redutor de pressão em golpes de aríete que não sejam golpes de aríete de parada da bomba, como o golpe de aríete de fechamento de válvula, é limitado. Além disso, o desempenho da válvula unidirecional usada na torre reguladora de pressão unidirecional deve ser absolutamente confiável. Uma falha da válvula pode causar um golpe de aríete de grande magnitude.
(5) Instalar um tubo de derivação (válvula) na estação de bombeamento
Quando o sistema de bombeamento está operando normalmente, a válvula de retenção é fechada porque a pressão da água no lado de pressão da bomba é maior do que a pressão da água no lado de sucção. Quando uma queda de energia acidental para a bomba repentinamente, a pressão na saída da estação de bombeamento de água cai drasticamente, enquanto a pressão no lado de sucção aumenta drasticamente. Sob essa pressão diferencial, a água de alta pressão transitória no tubo principal de sucção de água empurra a placa da válvula de retenção e flui para a água de baixa pressão transitória no tubo principal de água de pressão, fazendo com que a baixa pressão da água aumente; por outro lado, a bomba d'água O aumento da pressão do golpe de aríete no lado de sucção também é reduzido. Dessa forma, o aumento do golpe de aríete e a queda de pressão em ambos os lados da estação de bombeamento de água são controlados, reduzindo e prevenindo efetivamente os riscos de golpe de aríete.
(6) Configurar uma válvula de retenção multiestágio
Em uma tubulação de água longa, adicione um ou maisválvulas de retenção, divida a tubulação de água em várias seções e instale uma válvula de retenção em cada seção. Quando a água na tubulação retorna durante o golpe de aríete, cada válvula de retenção é fechada uma após a outra para dividir o fluxo de retrolavagem em várias seções. Como a altura hidrostática em cada seção da tubulação de água (ou seção de fluxo de retrolavagem) é bastante pequena, a vazão de água é reduzida. Impulso de martelo. Esta medida de proteção pode ser usada efetivamente em situações onde a diferença geométrica de altura do abastecimento de água é grande; mas não pode eliminar a possibilidade de separação da coluna d'água. Sua maior desvantagem é: aumento do consumo de energia da bomba d'água durante a operação normal e aumento dos custos de abastecimento de água.