El cop d'ariet a les canonades és una pujada de pressió instantània. La diferència està associada a un canvi brusc en la velocitat del flux d'aigua. A continuació, aprendrem més sobre com es produeix el xoc hidràulic a les canonades.
Il·lisió principal
El resultat de l'ompliment de líquid de l'espai de sobre-pistó del motor de la configuració corresponent (pistó) es considera erròniament un xoc hidràulic. Com a resultat, el pistó no arriba al punt mort i comença a comprimir l'aigua. Això, al seu torn, condueix a una fallada del motor. En particular, a un trencament de la biela o biela, trencament dels tacs de la culata, trencament de les juntes.
Classificació
Segons la direcció de la pujada de pressió, el cop de ariete pot ser:
- Positiu. En aquest cas, l'augment de pressió es produeix a causa d'un arranque brusc de la bomba o del bloqueig de la canonada.
- Negatiu. En aquest cas, estem parlant d'una caiguda de pressió com a conseqüència d'obrir l'amortidor o apagar la bomba.
Segons el tempspropagació de l'ona i el període de tancament de la vàlvula (o altres vàlvules de tancament), durant el qual es va formar un cop d'ariet a les canonades, es divideix en:
- Recte (complet).
- Indirecte (incomplet).
En el primer cas, el front de l'ona formada es mou en la direcció oposada a la direcció original del flux d'aigua. El moviment addicional dependrà dels elements de la canonada, que es troben abans de la vàlvula tancada. És probable que el front d'ona passi repetidament cap endavant i cap enrere. Amb un cop d'ariet incomplet, el flux no només pot començar a moure's en l' altra direcció, sinó que també pot passar parcialment més a través de la vàlvula si no està completament tancada.
Conseqüències
El més perillós es considera un cop d'ariet positiu al sistema de calefacció o subministrament d'aigua. Si la pujada de pressió és massa alta, la línia es pot danyar. En particular, apareixen esquerdes longitudinals a les canonades, que posteriorment condueixen a una divisió, una violació de l'estanquitat de les vàlvules. A causa d'aquestes fallades, els equips de fontaneria comencen a fallar: intercanviadors de calor, bombes. En aquest sentit, cal prevenir o reduir el xoc hidràulic. La pressió de l'aigua esdevé màxima en el procés de desacceleració del flux quan tota l'energia cinètica es transfereix al treball d'estirar les parets de la xarxa principal i comprimir la columna de líquid.
Recerca
Va estudiar experimentalment i teòricament el fenomen el 1899 Nikolai Zhukovsky. L'investigador ha identificatcauses del xoc hidràulic. El fenomen es deu al fet que en el procés de tancament de la línia per on flueix el fluid, o quan es tanca ràpidament (quan un canal sense sortida està connectat a una font d'energia hidràulica), un fort canvi de pressió i es forma la velocitat de l'aigua. No està a tot el gasoducte alhora. Si en aquest cas es fan determinades mesures, es pot revelar que el canvi de velocitat es produeix en direcció i magnitud, i pressió, tant en la direcció de disminució com en la direcció d'augment respecte a la inicial. Tot això significa que a la línia es produeix un procés oscil·latori. Es caracteritza per una disminució i augment periòdic de la pressió. Tot aquest procés es caracteritza per la transitorietat i és causat per deformacions elàstiques del propi líquid i de les parets de la canonada. Zhukovsky va demostrar que la velocitat a la qual es propaga una ona és directament proporcional a la compressibilitat de l'aigua. La quantitat de deformació de les parets de la canonada també és important. Està determinat pel mòdul d'elasticitat del material. La velocitat de l'ona també depèn del diàmetre de la canonada. No es pot produir un augment sobtat de pressió en una línia plena de gas, ja que es comprimeix amb força facilitat.
Progrés del procés
En un sistema de subministrament d'aigua autònom, com ara una casa de camp, es pot utilitzar una bomba de forat per crear pressió a la línia. El cop d'arieta es produeix quan el consum de líquid s'atura de sobte, quan es tanca una aixeta. Un corrent d'aigua que avançacarretera, incapaç d'aturar-se a l'instant. La columna de líquid per inèrcia xoca contra el "camí sense sortida" de la fontaneria, que es va formar quan es tancava l'aixeta. En aquest cas, el relé no salva del cop d'ariet. Només reacciona a la sobretensió, apagant la bomba després de tancar la vàlvula i la pressió supera el valor màxim. L'aturada, com aturar el flux d'aigua, no és immediata.
Exemples
Es pot considerar una canonada amb una pressió constant i un moviment de fluids de naturalesa constant, en què una vàlvula es tancava bruscament o una vàlvula de comporta tancada de sobte. En un sistema de subministrament d'aigua de fons, el cop d'ariet es produeix normalment quan la vàlvula de retenció és més alta que el nivell d'aigua estàtic (9 metres o més) o té fuites mentre la vàlvula següent manté la pressió. En ambdós casos, es produeix una descàrrega parcial. La propera vegada que s'iniciï la bomba, l'aigua d' alta velocitat omplirà el buit. El líquid incideix sobre la vàlvula de retenció tancada i el flux per sobre d'ella, provocant un augment de pressió. El resultat és un cop d'ariet. Contribueix no només a la formació d'esquerdes i a la destrucció de les articulacions. Quan es produeix un augment de pressió, la bomba o el motor elèctric (i de vegades els dos elements alhora) es danya. Aquest fenomen es pot produir en sistemes d'accionament hidràulic de desplaçament positiu quan s'utilitza una vàlvula de corredera. Quan un dels canals de descàrrega està bloquejat per una bobinaprocessos d'origen líquid descrits anteriorment.
Protecció contra el cop d'ariet
La força de l'onada dependrà del cabal abans i després del bloqueig de l'autopista. Com més intens és el moviment, més fort és l'impacte quan s'atura de sobte. La velocitat del flux en si dependrà del diàmetre de la línia. Com més gran sigui la secció transversal, més feble serà el moviment del fluid. D'això es pot concloure que l'ús de canonades grans redueix la probabilitat de cop d'ariet o la debilita. Una altra manera és augmentar la durada del tancament del subministrament d'aigua o de l'encesa de la bomba. Els elements de tancament de tipus vàlvula s'utilitzen per tancar gradualment la canonada. Especialment per a bombes, s'utilitzen kits d'arrencada suau. Permeten no només evitar el cop d'ariet durant l'encesa, sinó que també augmenten significativament la vida útil de la bomba.
Compensadors
La tercera opció de protecció implica l'ús d'un dispositiu amortidor. Es tracta d'un dipòsit d'expansió de membrana, que és capaç d'"extingir" les pujades de pressió resultants. Els compensadors de cop d'ariet funcionen segons un principi determinat. Rau en el fet que en el procés d'augment de la pressió, el pistó es mou amb líquid i l'element elàstic (molla o aire) es comprimeix. Com a resultat, el procés de xoc es transforma en un procés oscil·latori. A causa de la dissipació d'energia, aquesta darrera decau amb força rapidesa sense un augment significatiu de la pressió. El compensador s'utilitza a la línia d'ompliment. S'està cobrantaire comprimit a una pressió de 0,8-1,0 MPa. El càlcul es fa aproximadament, d'acord amb les condicions d'absorció de l'energia de la columna d'aigua motriu des del dipòsit d'ompliment o acumulador fins al compensador.
