Que é o martelo de ariete?
O golpe de ariete prodúcese cando se produce un fallo repentino da subministración eléctrica ou cando a válvula se pecha demasiado rápido. Debido á inercia do fluxo de auga a presión, xérase unha onda de choque, como se fose un golpe de martelo, polo que se denomina golpe de ariete. A forza xerada polas ondas de choque de ida e volta do fluxo de auga, ás veces tan grande, pode danar as válvulas e as bombas.
Cando unha válvula aberta se pecha repentinamente, a auga flúe contra a válvula e a parede da tubaxe, creando unha presión. Debido á parede lisa da tubaxe, o fluxo de auga posterior alcanza rapidamente o máximo baixo a acción da inercia e produce danos. Este é o "efecto do golpe de ariete" na mecánica de fluídos, é dicir, o golpe de ariete positivo. Este factor debe terse en conta na construción de tubaxes de abastecemento de auga.
Pola contra, despois de que a válvula pechada se abra repentinamente, tamén se producirá un golpe de ariete, o que se denomina golpe de ariete negativo. Tamén ten certo poder destrutivo, pero non é tan grande como o primeiro. Cando a unidade da bomba de auga eléctrica perde a potencia ou se pon en marcha repentinamente, tamén provocará un choque de presión e un efecto de golpe de ariete. A onda de choque desta presión propágase ao longo da tubaxe, o que pode levar facilmente a unha sobrepresión local da tubaxe, o que provocará a rotura da tubaxe e danos no equipo. Polo tanto, a protección contra o efecto do golpe de ariete converteuse nunha das tecnoloxías clave na enxeñaría de abastecemento de auga.
Condicións para o golpe de ariete
1. A válvula ábrese ou péchase de súpeto;
2. A unidade da bomba de auga para ou arranca de súpeto;
3. Subministración de auga por unha soa tubaxe a lugares elevados (a diferenza de altura do terreo de subministración de auga supera os 20 metros);
4. A altura total (ou presión de traballo) da bomba é grande;
5. A velocidade da auga na tubaxe é demasiado grande;
6. A tubaxe de auga é demasiado longa e o terreo cambia moito.
Os perigos do golpe de auga
O aumento de presión causado polo golpe de ariete pode alcanzar varias veces ou incluso ducias de veces a presión normal de traballo da tubaxe. Estas grandes flutuacións de presión causan danos ao sistema de tubaxes principalmente como segue:
1. Provoca fortes vibracións na tubaxe e desconexión da unión da tubaxe;
2. A válvula está danada e a presión grave é demasiado alta para provocar que a tubaxe rompa, e a presión da rede de abastecemento de auga redúcese;
3. Pola contra, se a presión é demasiado baixa, o tubo colapsará e a válvula e as pezas de fixación resultarán danadas;
4. Facer que a bomba de auga dea a volta, danar o equipo ou as tubaxes da sala de bombas, causar gravemente a mergullamento da sala de bombas, causar vítimas persoais e outros accidentes graves e afectar á produción e á vida útil.
Medidas de protección para eliminar ou mitigar o golpe de ariete
Existen moitas medidas de protección contra o golpe de ariete, pero cómpre tomar diferentes medidas segundo as posibles causas do golpe de ariete.
1. Reducir o caudal da tubaxe de auga pode reducir a presión do golpe de ariete ata certo punto, pero aumentará o diámetro da tubaxe de auga e aumentará o investimento do proxecto. Ao trazar tubaxes de auga, débese ter en conta a posibilidade de evitar sobrecollidas ou cambios drásticos na pendente. O tamaño do golpe de ariete cando a bomba está parada está relacionado principalmente coa altura xeométrica da sala de bombas. Canto maior sexa a altura xeométrica, maior será o golpe de ariete cando a bomba está parada. Polo tanto, débese seleccionar unha altura de bomba razoable segundo as condicións locais reais. Despois de parar a bomba nun 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 arrincala, se non, haberá un grande impacto de auga. A maioría dos accidentes importantes por golpe de ariete en moitas estacións de bombeo prodúcense nestas circunstancias.
2. Instalar o dispositivo de eliminación de golpes de ariete
(1) Usando tecnoloxía de control de presión constante:
Dado que a presión da rede de tubaxes de subministración de auga cambia continuamente co cambio das condicións de traballo, a miúdo prodúcese baixa presión ou sobrepresión durante o funcionamento do sistema, o que é propenso a golpes de ariete, o que provoca danos nas tubaxes e nos equipos. Adóptase un sistema de control automático para controlar a presión da rede de tubaxes. A detección, o control de retroalimentación do arranque, a parada e o axuste da velocidade da bomba de auga controlan o fluxo e, a continuación, manteñen a presión a un 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 equipo 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, o sumidoiro abrirase automaticamente e descargará auga. Alivio de presión para equilibrar a presión das tubaxes locais e evitar o impacto do golpe de ariete no equipo e nas tubaxes. Xeralmente, os eliminadores pódense dividir en dous tipos: mecánicos e hidráulicos. Reinicio.
3) Instalar unha válvula de retención de peche lento no tubo de saída da bomba de auga de gran calibre
Pode eliminar eficazmente o golpe de ariete cando a bomba está parada, pero debido a que hai unha certa cantidade de refluxo de auga cando se acciona a válvula, o pozo de succión debe ter un tubo de desbordamento. Hai dous tipos de válvulas de retención de peche lento: tipo martelo e tipo almacenamento de enerxía. Este tipo de válvula pode axustar o tempo de peche da válvula dentro dun certo rango segundo as necesidades. Xeralmente, do 70% ao 80% da válvula péchase en 3 a 7 segundos despois dun fallo de enerxía, e o tempo de peche do 20% ao 30% restante axústase segundo as condicións da bomba de auga e da tubaxe, xeralmente no rango de 10 a 30 segundos. Cómpre sinalar que a válvula de retención de peche lento é moi eficaz cando hai unha protuberancia na tubaxe para salvar o golpe de ariete.
(4) Instalar unha torre de sobretensión unidireccional
Está construída preto da estación de bombeo ou nun lugar axeitado da 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 de compensación subministrará auga á tubaxe para evitar que se rompa a columna de auga e evitar o golpe de ariete. Non obstante, o seu efecto despresurizador sobre outros golpes de ariete que non sexan os golpes de ariete para parar a bomba, como os golpes de ariete para pechar a válvula, é limitado. Ademais, o rendemento da válvula unidireccional utilizada na torre de compensación unidireccional debe ser absolutamente fiable. Unha vez que a válvula falla, pode provocar accidentes graves.
(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 da auga a presión da bomba é maior que a presión da auga no lado de succión. Cando un fallo de enerxía detén a bomba de súpeto, a presión na saída da estación de bombeo diminúe bruscamente, mentres que a presión no lado de succión aumenta bruscamente. Baixo esta presión diferencial, a auga a alta presión transitoria na tubaxe principal de succión de auga é a auga a baixa presión transitoria que empurra a placa da válvula de retención e flúe cara á tubaxe principal de auga a presión, e aumenta a baixa presión da auga alí; por outra banda, a bomba de auga tamén reduce o aumento do golpe de ariete no lado de succión. Deste xeito, contrólase a subida e baixada do golpe de ariete en ambos os lados da estación de bombeo, reducindo e evitando así eficazmente os riscos de golpe de ariete.
(6) Axustar a válvula de retención multietapa
Na tubaxe de auga máis longa, engada unha ou máis válvulas 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 proceso de golpe de ariete, as válvulas de retención péchanse 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 fluxo 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 que o consumo de enerxía da bomba de auga aumenta durante o funcionamento normal e o custo do subministro de auga aumenta.
(7) Instálanse dispositivos automáticos de escape e subministración de aire no punto máis alto da tubaxe para reducir o impacto do golpe de ariete na tubaxe.
Data de publicación: 23 de novembro de 2022