Curso de Graduação – Engenharia CivilCurso de Graduação – Engenharia Civil
Centro de Tecnologia e Urbanismo – CTU/UESPICentro de Tecnologia e Urbanismo – CTU/UESPI
HIDRÁULICAGERAL
Golpe deAríete
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Golpe deAríete
Denomina-se golpe de aríete ou transiente hidráulico à variação da pressão acima e abaixo do valor de “funcionamento normal” dos condutos forçados, em conseqüência de mudanças bruscas na velocidade do líquido, decorrentes de manobras dos registros de regulagem das vazões.
Consequências
Som (Ruídos ou marteladas) Rompimento das tubulações causadas
pelas ondas de sobrepressão Estrangulamento das tubulações
causadas pelas ondas de depressão
Descrição doFenômeno
Líquido comprimido – sobrepressão.
Tubo dilatado.
C – Celeridade da onda de sobrepressão
Descrição doFenômeno
Como a energia é maior no tubo, o fluxo é invertido, aliviando a sobrepressão a medida que a
água retorna ao reservatório.
Descrição doFenômeno
A medida que a água deixa o tubo ocorre a depressão com a consequente contração da
tubulação.
Descrição doFenômeno
Reinicia o fluxo do reservatório para o tubo. A medida que o líquido flui, o tubo e a pressão
voltam ao normal.
Dispositivos de Proteção Chaminé de equilíbrio Tanque alimentador unidirecional - TAU Reservatório hidropneumático Válvula de controle antigolpe Válvulas de admissão e expulsão de ar
(ventosas) Sistema de variação de rotação nos
conjuntos motor-bomba Volante de inércia para conjunto motor-
bomba
Chaminé de Equilíbrio Reservatório intermediário construído em
concreto ou aço, que contém água e é alimentado por uma tubulação composta de válvula de controle e dissipadores de energia do tipo orifício.
Os dissipadores de energia permitem um enchimento lento e uma descarga rápida com flutuação do nível em função da variação de pressão na rede.
Chaminé de Equilíbrio Vantagens
Redução das envoltórias máximas e mínimas Não consumir energia elétrica Baixa manutenção
Desvantagens Custo de construção elevado A viabilidade econômica depende da
proximidade da linha piezométrica com o perfil topográfico da rede
Tanque de Alimentação Unidirecional - TAU
Reservatório construído em concreto ou aço que, ao contrário da chaminé de equilíbrio, somente alimenta a tubulação com água, combatendo as baixas pressões e a separação da coluna líquida.
É destinado a trechos específicos, geralmente convexos, não atuando na redução da envoltória máxima
A alimentação é feita por tubulação específica e a ligação com a adutora dispõe de válvula de retenção para evitar o retorno da água para o reservatório
Vantagens Redução das envoltórias mínimas Não consumir energia elétrica
Desvantagens Custo de construção elevado Proteção apenas de trechos específicos Não atua contra pressões máximas
Tanque de Alimentação Unidirecional - TAU
Reservatório Hidropneumático Câmara estanque construída em concreto
ou aço, que contém água e ar sob pressão (pressão igual à da rede hidráulica no regime permanente fornecido pela bomba)
Tem sua aplicação em estações de bombeamento para absorver ou suprir vazões e pressões nas partidas e paradas das bombas hidráulicas, transformando os transitórios rápidos em transitórios lentos
Reservatório Hidropneumático Vantagens
Controle das envoltórias máximas e mínimas de pressão
Não depende do perfil topográfico da rede
Desvantagens Custo elevado da construção Consumo de energia elétrica Custo de manutenção do dispositivo e dos
equipamentos elétricos de ar comprimido
Válvula de Controle Antigolpe Normalmente são construídas a partir do
corpo básico de uma válvula redutora de pressão, com modificações no circuito piloto, permitindo a abertura quando a pressão na tubulação atinge valores pré-estabelecidos.
Abre imediatamente no início da onda de pressão negativa e descarrega para a atmosfera o excesso de pressão provocada pela onda de pressão positiva
Protege os sistemas de bombeamento da onda de pressão causada pela partida das bombas ou pela falta de energia.
Vantagens Controle da envoltória de mínimas e máximas Sem consumo de energia elétrica Baixo custo de implantação e manutenção
Desvantagens Controle limitado das envoltórias dada pela
capacidade de resposta da válvula ao tempo característico da rede
Boa performance até o diâmetro 200mm Perda da água
Válvula de Controle Antigolpe
Ventosas A válvula de admissão de ar é instalada nas
cotas mais elevadas do perfil da rede hidráulica e tem a função de admitir ou expulsar o ar contido na tubulação
Quando dimensionadas corretamente, protegem a rede através da admissão de ar por ocasião da passagem de uma onda de baixa pressão, e expulsão do ar de maneira controlada na fase de enchimento ou rejuntamento de colunas líquidas
Vantagens Simplicidade de aplicação Baixo custo de aquisição, operação e
manutenção Remoção do ar acumulado nos pontos altos
Desvantagens Ação limitada de proteção contra os
transitórios hidráulicos ao permitir apenas a introdução da pressão barométrica local no interior da tubulação, estabelecendo o equilíbrio da pressão interna com a pressão atmosférica local
Ventosas
Sistema de Variação de Rotação nos Conjuntos Motor-Bomba
Evitam variações bruscas das partidas e paradas dos conjuntos que poderiam provocar o golpe
Inversor de Frequência Chave Soft-starter
Vantagens Controle na taxa de rotação inicial do rotor da
bomba, causando partidas e paradas lentas que diminuem a possibilidade de Golpes de Aríete
Permitem a programação da rotação no ponto de trabalho da instalação, proporcionando economia de energia elétrica
Desvantagens Não protege nos casos de corte no
fornecimento de energia elétrica Não protege contra outros tipos de manobras
Sistema de Variação de Rotação nos Conjuntos Motor-Bomba
Volante de Inércia para Conjunto Motor-Bomba
São discos construídos em aço e instalados entre o motor e a bomba
Aumentam o momento de inércia do conjunto girante e diminuem a taxa de variação de rotação do conjunto motor-bomba por ocasião de desligamento programado ou falta de energia elétrica
Funciona como retardador do tempo de manobra por meio da limitação na taxa de queda de rotação do conjunto girante em caso de desligamento e provoca partidas suaves por lentidão no início da rotação do conjunto motor-bomba
Vantagens Controle apropriado da envoltória de
pressões mínimas Baixo custo Desvantagens Não controla suficientemente a envoltória de
máximas Aumenta o consumo de energia ao
incrementar a inércia do conjunto girante
Sistema de Variação de Rotação nos Conjuntos Motor-Bomba