1/Concepto

O golpe de ariete tamén se denomina golpe de ariete. Durante o transporte de auga (ou outros líquidos), debido á apertura ou peche repentino deVálvula de bolboreta Api, válvulas de compuerta, comprobar as válvulas eválvulas de bola. as paradas repentinas das bombas de auga, a apertura e peche repentinos das paletas guía, etc., o caudal cambia repentinamente e a presión flutúa significativamente. O efecto do golpe de ariete é un termo moi rechamante. Refírese a un golpe de ariete severo causado polo impacto do fluxo de auga na tubaxe cando a bomba de auga se pon en marcha e se para. Porque dentro da tubaxe de auga, a parede interior da tubaxe é lisa e a auga flúe libremente. Cando unha válvula aberta se pecha repentinamente ou se para a bomba de subministración de auga, o fluxo de auga xerará unha presión sobre a válvula e a parede da tubaxe, principalmente a válvula ou a bomba. Debido a que a parede da tubaxe é lisa, baixo a acción da inercia do fluxo de auga posterior, a forza hidráulica alcanza rapidamente o máximo e produce efectos destrutivos. Este é o "efecto golpe de ariete" en hidráulica, é dicir, golpe de ariete positivo. Pola contra, cando unha válvula pechada se abre repentinamente ou se pon en marcha a bomba de auga, tamén se producirá un golpe de ariete, que se denomina golpe de ariete negativo, pero non é tan grande como o primeiro. O impacto da presión fará que a parede da tubaxe se estrese e produza ruído, como un martelo golpeando a tubaxe, polo que se denomina efecto golpe de ariete.

2/Perigos

A presión instantánea xerada polo golpe de ariete pode alcanzar ducias ou incluso centos de veces a presión normal de funcionamento na tubaxe. Estas grandes flutuacións de presión poden causar fortes vibracións ou ruído no sistema de tubaxes e poden danar as unións das válvulas. Ten un efecto moi prexudicial no sistema de tubaxes. Para evitar o golpe de ariete, o sistema de tubaxes debe deseñarse correctamente para evitar que o caudal sexa demasiado alto. En xeral, o caudal deseñado da tubaxe debe ser inferior a 3 m/s e debe controlarse a velocidade de apertura e peche da válvula.
Debido a que a bomba arranca e para, e as válvulas abren e pechan demasiado rápido, a velocidade da auga cambia drasticamente, especialmente o golpe de ariete causado pola parada repentina da bomba, que pode danar as tubaxes, as bombas de auga e as válvulas, e facer que a bomba de auga inverta o xiro e reduza a presión da rede de tubaxes. O efecto do golpe de ariete é extremadamente destrutivo: se a presión é demasiado alta, provocará a rotura da tubaxe. Pola contra, se a presión é demasiado baixa, provocará o colapso da tubaxe e danará as válvulas e os elementos de fixación. Nun tempo moi curto, o caudal de auga aumenta de cero ao caudal nominal. Dado que os fluídos teñen enerxía cinética e un certo grao de compresibilidade, grandes cambios no caudal nun período de tempo moi curto provocarán impactos de alta e baixa presión na tubaxe.

3/xerar

Hai moitas razóns para o golpe de ariete. Os factores comúns son os seguintes:

1. A válvula ábrese ou péchase de súpeto;

2. A unidade da bomba de auga para ou arranca de súpeto;

3. Unha soa tubaxe transporta auga a un lugar elevado (a diferenza de altura do terreo de abastecemento de auga supera os 20 metros);

4. A elevación total (ou presión de traballo) da bomba de auga é grande;

5. A velocidade do fluxo de auga na tubaxe é demasiado grande;

6. A tubaxe de auga é demasiado longa e o terreo cambia moito.
7. A construción irregular é un perigo oculto nos proxectos de canalizacións de abastecemento de auga
(1) Por exemplo, a produción de piares de empuxe de cemento para T, cóbados, redutores e outras unións non cumpre os requisitos.
Segundo o "Regulamento técnico para a enxeñaría de tubaxes de subministración de auga de cloruro de polivinilo ríxido enterradas", débense instalar piares de empuxe de cemento en unións como T, cóbados, redutores e outras tubaxes cun diámetro de ≥110 mm para evitar que a tubaxe se mova. Os "Piares de empuxe de formigón" non deben ser inferiores á clase C15 e deben verterse no lugar sobre a cimentación do solo orixinal escavado e a pendente da gabia. Algunhas empresas de construción non prestan suficiente atención ao papel dos piares de empuxe. Cravan unha estaca de madeira ou unha cuña de ferro xunto á tubaxe para que actúe como piares de empuxe. Ás veces, o volume do piares de cemento é demasiado pequeno ou non se verte sobre o solo orixinal. Por outra banda, algúns piares de empuxe non son o suficientemente fortes. Como resultado, durante o funcionamento da tubaxe, os piares de empuxe non poden funcionar e volvense inútiles, o que provoca que os accesorios de tubaxes, como os T e os cóbados, se desalineen e se danen.
(2) A válvula de escape automática non está instalada ou a posición de instalación non é razoable.
Segundo o principio da hidráulica, as válvulas de escape automáticas deben deseñar e instalarse nos puntos máis altos das tubaxes en zonas montañosas ou outeiros con grandes ondulacións. Mesmo en zonas chairas con terreo ondulado pequeno, as tubaxes deben deseñarse artificialmente ao escavar gabias. Hai subidas e baixadas, subindo ou baixando de forma cíclica, a pendente non é inferior a 1/500 e deseñáronse 1 ou 2 válvulas de escape no punto máis alto de cada quilómetro.
Porque durante o proceso de transporte de auga na tubaxe, o gas da tubaxe escapará e acumularase nas partes elevadas da tubaxe, mesmo formando bloqueos de aire. Cando o caudal de auga na tubaxe flutúa, as bolsas de aire formadas nas partes elevadas continuarán comprimiéndose e expandíndose, e o gas será... A presión xerada despois da compresión é ducias ou incluso centos de veces maior que a presión xerada despois de comprimir a auga (conta pública: Pump Butler). Neste momento, esta sección da tubaxe con perigos ocultos pode levar ás seguintes situacións:
• Despois de que a auga pase augas arriba da tubaxe, a auga que gotea desaparece augas abaixo. Isto débese a que a bolsa de aire da tubaxe bloquea o fluxo de auga, o que provoca a separación da columna de auga.
• O gas comprimido na tubaxe comprímese ata o límite máximo e expándese rapidamente, o que provoca a rotura da tubaxe.
• Cando a auga dunha fonte de auga alta se transporta augas abaixo a unha determinada velocidade polo fluxo por gravidade, despois de que a válvula augas arriba se peche rapidamente, debido á inercia da diferenza de altura e o caudal, a columna de auga na tubaxe augas arriba non se detén inmediatamente. Aínda se move a unha determinada velocidade. A velocidade flúe augas abaixo. Neste momento, fórmase un baleiro na tubaxe porque o aire non se pode repoñer a tempo, o que fai que a tubaxe se desinfle pola presión negativa e se dane.
(3) A gabia e o terreo de recheo non cumpren a normativa.
As gabias sen cualificar adoitan verse en zonas montañosas, principalmente porque hai moitas pedras nalgunhas zonas. As gabias cávanse manualmente ou con explosivos. O fondo da gabia é moi irregular e ten pedras afiadas que sobresaen. Neste caso, segundo a normativa pertinente, as pedras do fondo da gabia deben retirarse e pavimentarse máis de 15 centímetros de area antes de que se poida colocar a tubaxe. Non obstante, os traballadores da construción foron irresponsables ou tomaron atallos e colocaron directamente a area sen pavimentar area ou pavimentando simbolicamente algo de area. A tubaxe colócase sobre as pedras. Cando se completa o recheo e se pon en funcionamento a auga, debido ao peso da propia tubaxe, á presión vertical da terra, á carga do vehículo sobre a tubaxe e á superposición da gravidade, esta está soportada por unha ou varias pedras afiadas elevadas na parte inferior da tubaxe. Unha concentración de tensión excesiva fai que a tubaxe sexa moi probable que se dane neste punto e se rache en liña recta neste punto. Isto é o que a xente adoita chamar o "efecto de puntuación".

4/Medidas

Existen moitas medidas de protección contra o golpe de ariete, pero cómpre tomar diferentes medidas segundo as posibles causas do golpe de ariete.
1. A redución do caudal das tubaxes de auga pode reducir a presión do golpe de ariete ata certo punto, pero aumentará o diámetro das tubaxes e incrementará o investimento do proxecto. Ao trazar tubaxes de auga, débese ter en conta a posibilidade de evitar protuberancias ou cambios drásticos na pendente para reducir a lonxitude da tubaxe. Canto máis longa sexa a tubaxe, maior será o valor do golpe de ariete cando a bomba estea parada. Desde unha estación de bombeo ata dúas estacións de bombeo, utilízase un pozo de succión de auga para conectar as dúas estacións de bombeo.
Golpe de ariete cando a bomba está parada

O chamado golpe de ariete por parada da bomba refírese ao fenómeno de choque hidráulico causado por cambios repentinos na velocidade do fluxo na bomba de auga e nas tubaxes de presión cando a válvula se abre e se para debido a unha interrupción repentina da subministración eléctrica ou outras razóns. Por exemplo, un fallo no sistema de alimentación ou no equipo eléctrico, un fallo ocasional da unidade da bomba de auga, etc., poden facer que a bomba centrífuga abra a válvula e se pare, o que resulta nun golpe de ariete cando a bomba se para. O tamaño do golpe de ariete cando a bomba se para está relacionada principalmente coa altura xeométrica da sala de bombas. Canto maior sexa a altura xeométrica, maior será o valor do golpe de ariete cando a bomba se para. Polo tanto, débese seleccionar unha altura de bomba razoable en función das condicións locais reais.

A presión máxima do golpe de ariete cando unha bomba está parada pode alcanzar o 200 % da presión de traballo normal, ou incluso máis, o que pode destruír as tubaxes e os equipos. Os accidentes xerais provocan "fugas de auga" e cortes de auga; os accidentes graves provocan inundacións na sala de bombas, danos nos equipos e nas instalacións.

Despois de parar a bomba debido a un accidente, agarde ata que a tubaxe detrás da válvula de retención estea chea de auga antes de arrincala. Non abra completamente a válvula de saída da bomba de auga ao arrincar a bomba, xa que se producirá un grande impacto de auga. En moitas estacións de bombeo adoitan producirse accidentes graves por golpes de ariete nestas circunstancias.

2. Instalar o dispositivo de eliminación de golpes de ariete
(1) Usando tecnoloxía de control de tensión constante
Un sistema de control automático PLC utilízase para controlar a bomba con velocidade de frecuencia variable e para controlar automaticamente o funcionamento de todo o sistema da sala de bombas de subministración de auga. Dado que a presión da rede de tubaxes de subministración de auga continúa cambiando cos cambios nas condicións de traballo, a miúdo prodúcese baixa presión ou sobrepresión durante o funcionamento do sistema, o que pode causar facilmente golpes de ariete, o que pode levar a danos nas tubaxes e nos equipos. Un sistema de control automático PLC utilízase para controlar a rede de tubaxes. Detección de presión, control de retroalimentación do arranque e parada da bomba de auga e axuste da velocidade, control do fluxo e, polo tanto, manter a presión nun determinado nivel. A presión de subministración de auga da bomba pódese axustar controlando o microordenador para manter unha presión constante no subministro de auga e evitar flutuacións excesivas de presión. A probabilidade de golpes de ariete redúcese.
(2) Instalar o eliminador de golpes de ariete
Este dispositivo evita principalmente o golpe de ariete cando a bomba está parada. Xeralmente instálase preto do tubo de saída da bomba de auga. Utiliza a presión do propio tubo como enerxía para realizar unha acción automática de baixa presión. É dicir, cando a presión no tubo é inferior ao valor de protección establecido, a porta de drenaxe abrirase automaticamente para drenar a auga. O alivio de presión utilízase para equilibrar a presión das tubaxes locais e evitar o impacto do golpe de ariete nos equipos e nas tubaxes. Os eliminadores xeralmente pódense dividir en dous tipos: mecánicos e hidráulicos. Os eliminadores mecánicos restablécense manualmente despois da acción, mentres que os eliminadores hidráulicos pódense restablecer automaticamente.
(3) Instalar unha válvula de retención de peche lento no tubo de saída da bomba de auga de gran diámetro

Pode eliminar eficazmente o golpe de ariete cando a bomba está parada, pero debido a que unha certa cantidade de auga volverá fluír cando aApi 609Cando se active a válvula, o pozo de succión de auga debe ter un tubo de rebordamento. Hai dous tipos de válvulas de retención de peche lento: as de tipo martelo e as de almacenamento de enerxía. Este tipo de válvula pode axustar o tempo de peche da válvula dentro dun certo rango segundo sexa necesario (benvido a seguir: Pump Butler). Xeralmente, a válvula péchase entre un 70 % e un 80 % en 3 a 7 segundos despois dun corte de enerxía. O tempo de peche restante, do 20 % ao 30 %, axústase segundo as condicións da bomba de auga e da tubaxe, xeralmente nun rango de 10 a 30 segundos. Cómpre sinalar que cando hai unha protuberancia na tubaxe e se produce un martelo de ariete, o papel da válvula de retención de peche lento é moi limitado.
(4) Instalar unha torre reguladora de presión unidireccional
Está construída preto da estación de bombeo ou nun lugar axeitado na tubaxe, e a altura da torre de compensación unidireccional é inferior á presión da tubaxe alí. Cando a presión na tubaxe é inferior ao nivel da auga na torre, a torre reguladora de presión repón auga na tubaxe para evitar que a columna de auga se rompa e peche o golpe de ariete. Non obstante, o seu efecto redutor de presión sobre outros golpes de ariete que non sexan os golpes de ariete de parada da bomba, como os golpes de ariete de peche da válvula, é limitado. Ademais, o rendemento da válvula unidireccional utilizada na torre reguladora de presión unidireccional debe ser absolutamente fiable. Unha vez que a válvula falla, pode provocar un gran golpe de ariete.
(5) Instalar unha tubaxe de derivación (válvula) na estación de bombeo
Cando o sistema de bombeo funciona normalmente, a válvula de retención péchase porque a presión da auga no lado de presión da bomba é maior que a presión da auga no lado de succión. Cando un corte de enerxía accidental detén a bomba de súpeto, a presión na saída da estación de bombeo de auga diminúe bruscamente, mentres que a presión no lado de succión aumenta bruscamente. Baixo esta presión diferencial, a auga a alta presión transitoria no tubo principal de succión de auga empurra a placa da válvula de retención para abrir e flúe cara á auga a baixa presión transitoria no tubo principal de auga a presión, facendo que a baixa presión da auga alí aumente; por outra banda, a bomba de auga tamén reduce o aumento da presión do golpe de ariete no lado de succión. Deste xeito, contrólanse o aumento e a caída de presión do golpe de ariete en ambos os lados da estación de bombeo de auga, reducindo e evitando así eficazmente os riscos de golpe de ariete.
(6) Instalar unha válvula de retención multietapa
Nunha tubaxe de auga longa, engada un ou máisválvulas de retención, divida a tubaxe de auga en varias seccións e instale unha válvula de retención en cada sección. Cando a auga da tubaxe de auga flúe cara atrás durante o golpe de ariete, cada válvula de retención péchase unha tras outra para dividir o fluxo de retrolavado en varias seccións. Dado que a carga hidrostática en cada sección da tubaxe de auga (ou sección de fluxo de retrolavado) é bastante pequena, o caudal de auga redúcese. Impulso do golpe de ariete. Esta medida de protección pódese usar eficazmente en situacións onde a diferenza xeométrica de altura do subministro de auga é grande; pero non pode eliminar a posibilidade de separación da columna de auga. A súa maior desvantaxe é: un maior consumo de enerxía da bomba de auga durante o funcionamento normal e un maior custo do subministro de auga.