O que é golpe de aríete?
Golpe de aríete ocorre quando há uma queda repentina de energia ou quando a válvula é fechada muito rápido. Devido à inércia do fluxo de água sob pressão, uma onda de choque é gerada, semelhante a um martelo batendo, por isso é chamado de golpe de aríete. A força gerada pelas ondas de choque do fluxo de água, às vezes tão intensas, pode danificar válvulas e bombas.
Quando uma válvula aberta é fechada repentinamente, a água flui contra a válvula e a parede do tubo, criando pressão. Devido à parede lisa do tubo, o fluxo de água subsequente atinge rapidamente o máximo sob a ação da inércia e causa danos. Este é o "efeito golpe de aríete" na mecânica dos fluidos, ou seja, golpe de aríete positivo. Este fator deve ser considerado na construção de tubulações de abastecimento de água.
Por outro lado, após a abertura repentina da válvula fechada, também ocorrerá o golpe de aríete, conhecido como golpe de aríete negativo. Ele também possui um certo poder destrutivo, mas não é tão grande quanto o anterior. Quando a bomba d'água elétrica perde energia ou entra em operação repentinamente, também causa choque de pressão e efeito golpe de aríete. A onda de choque dessa pressão se propaga ao longo da tubulação, o que pode facilmente levar à sobrepressão local da tubulação, resultando em ruptura da tubulação e danos aos equipamentos. Portanto, a proteção contra o efeito golpe de aríete tornou-se uma das principais tecnologias na engenharia de abastecimento de água.
Condições para golpe de aríete
1. A válvula abre ou fecha repentinamente;
2. A unidade da bomba de água para ou inicia repentinamente;
3. Distribuição de água por tubo único para locais altos (diferença de altura do terreno de abastecimento de água superior a 20 metros);
4. A altura total (ou pressão de trabalho) da bomba é grande;
5. A velocidade da água na tubulação de água é muito grande;
6. A tubulação de água é muito longa e o terreno muda muito.
Os perigos do golpe de aríete
O aumento de pressão causado pelo golpe de aríete pode atingir várias ou até dezenas de vezes a pressão normal de trabalho da tubulação. Essas grandes flutuações de pressão causam danos ao sistema de tubulação principalmente nos seguintes casos:
1. Causar forte vibração da tubulação e desconexão da junta da tubulação;
2. A válvula está danificada e a pressão grave é muito alta para causar o rompimento do cano, e a pressão da rede de abastecimento de água é reduzida;
3. Pelo contrário, se a pressão for muito baixa, o tubo entrará em colapso e a válvula e as peças de fixação serão danificadas;
4. Causar reversão da bomba d'água, danificar o equipamento ou as tubulações na sala de bombas, causar grave submersão da sala de bombas, causar baixas pessoais e outros acidentes graves e afetar a produção e a vida útil.
Medidas de proteção para eliminar ou mitigar o golpe de aríete
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 da tubulação de água pode reduzir a pressão do golpe de aríete até certo ponto, mas aumentará o diâmetro da tubulação e o investimento do projeto. Ao projetar a tubulação de água, deve-se considerar evitar elevações ou mudanças drásticas na inclinação. O tamanho do golpe de aríete quando a bomba está parada está relacionado principalmente à altura manométrica da casa de bombas. Quanto maior a altura manométrica, maior o golpe de aríete quando a bomba está parada. Portanto, uma altura manométrica razoável deve ser selecionada de acordo com as condições locais reais. Após parar a bomba em um acidente, espere até que a tubulação atrás da válvula de retenção esteja cheia de água antes de ligar a bomba. Não abra totalmente a válvula de saída da bomba de água ao ligá-la, caso contrário, haverá um grande impacto de água. A maioria dos grandes acidentes com golpe de aríete em muitas estações de bombeamento ocorre nessas circunstâncias.
2. Configurar dispositivo de eliminação de golpe de aríete
(1) Usando tecnologia de controle de pressão constante:
Como a pressão da rede de abastecimento de água varia continuamente com as condições de trabalho, ocorre frequentemente baixa pressão ou sobrepressão durante a operação do sistema, o que o torna propenso a golpes de aríete, resultando em danos às tubulações e equipamentos. O sistema de controle automático é utilizado para controlar a pressão da rede de abastecimento de água. A detecção, o controle de retorno do início, parada e ajuste de velocidade da bomba d'água controlam o fluxo e, em seguida, mantêm a pressão em um determinado nível. A pressão de abastecimento de água da bomba pode ser ajustada pelo microcomputador para manter a pressão constante e evitar flutuações excessivas de pressão. A probabilidade de golpes de aríete é reduzida.
(2) Instale o eliminador de golpe de aríete
Este equipamento previne principalmente o golpe de aríete quando a bomba está parada. Geralmente, é instalado próximo à tubulação de saída da bomba d'água. Utiliza a pressão da própria tubulação como energia para realizar a ação automática de baixa pressão, ou seja, quando a pressão na tubulação estiver abaixo do valor de proteção definido, o dreno abrirá automaticamente e descarregará a água. O alívio de pressão serve para equilibrar a pressão das tubulações locais e evitar o impacto do golpe de aríete nos equipamentos e tubulações. Geralmente, os eliminadores podem ser divididos em dois tipos: mecânicos e hidráulicos.
3) Instale uma válvula de retenção de fechamento lento no tubo de saída da bomba d'água de grande calibre
Ela pode efetivamente eliminar o golpe de aríete quando a bomba é parada, mas como há uma certa quantidade de refluxo de água quando a válvula é acionada, o poço de sucção 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 de acordo com as necessidades. Geralmente, 70% a 80% da válvula é fechada dentro de 3 a 7 s após a falha de energia, e o tempo de fechamento dos 20% a 30% restantes é ajustado de acordo com as condições da bomba d'água e da tubulação, geralmente na faixa de 10 a 30 s. Vale ressaltar que a válvula de retenção de fechamento lento é muito eficaz quando há uma protuberância na tubulação para cobrir o golpe de aríete.
(4) Configurar torre de surto unidirecional
Ela é construída próxima à estação de bombeamento ou em um local apropriado da tubulação, e a altura da torre de compensação unidirecional é menor que a pressão da tubulação ali. Quando a pressão na tubulação é inferior ao nível da água na torre, a torre de compensação fornece água à tubulação para evitar o rompimento da coluna d'água e o golpe de aríete. No entanto, seu efeito de despressurização em golpes de aríete, exceto o golpe 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 de compensação unidirecional deve ser absolutamente confiável. Uma falha da válvula pode levar a acidentes graves.
(5) Instalar um tubo de derivação (válvula) na estação de bombeamento
Quando o sistema de bombeamento está funcionando normalmente, a válvula de retenção é fechada porque a pressão da água no lado da água pressurizada da bomba é maior do que a pressão da água no lado da sucção. Quando uma falha de energia para a bomba repentinamente, a pressão na saída da estação de bombeamento cai drasticamente, enquanto a pressão no lado da sucção aumenta drasticamente. Sob essa diferença de pressão, a água de alta pressão transitória no tubo principal de sucção de água é a água de baixa pressão transitória que empurra a placa da válvula de retenção e flui para o tubo principal de água pressurizada, aumentando a baixa pressão da água ali; por outro lado, a bomba d'água também reduz o impacto do golpe de aríete no lado da sucção. Dessa forma, a subida e a descida do golpe de aríete em ambos os lados da estação de bombeamento são controladas, reduzindo e prevenindo efetivamente os riscos de golpe de aríete.
(6) Ajuste a válvula de retenção multiestágio
Na tubulação de água mais longa, adicione uma ou mais válvulas de retenção, divida a tubulação em várias seções e instale uma válvula de retenção em cada seção. Quando a água na tubulação retorna durante o processo de golpe de aríete, as válvulas de retenção são fechadas uma após a outra para dividir o fluxo de retrolavagem em várias seções. Como a altura manométrica em cada seção da tubulação (ou seção de fluxo de retrolavagem) é bastante pequena, o fluxo de água é reduzido. Reforço de Martelo. Esta medida de proteção pode ser usada efetivamente em situações onde a diferença geométrica de altura do fornecimento de água é grande; mas não pode eliminar a possibilidade de separação da coluna d'água. Sua maior desvantagem é: o consumo de energia da bomba d'água aumenta durante a operação normal e o custo do fornecimento de água aumenta.
(7) Dispositivos automáticos de exaustão e fornecimento de ar são instalados no ponto alto da tubulação para reduzir o impacto do golpe de aríete na tubulação.
Horário da publicação: 23/11/2022