¿Qué es el golpe de ariete?
El golpe de ariete se produce en un corte repentino de energía o en la válvula cerrada demasiado rápido, debido a la inercia del flujo de agua a presión, se genera la onda de choque del flujo, como un martillo, llamado golpe de ariete.La fuerza de ida y vuelta de la onda de choque del agua, a veces grande, puede romper válvulas y bombas.
Cuando una válvula abierta se cierra repentinamente, el flujo de agua ejerce una presión sobre la válvula y la pared de la tubería.Debido a la pared lisa de la tubería, el flujo de agua posterior bajo la acción de la inercia alcanza rápidamente el máximo y produce un efecto destructivo, que es el "efecto de golpe de ariete" en mecánica de fluidos, es decir, golpe de ariete positivo.Este factor debe ser considerado en la construcción de tuberías de suministro de agua.
Por el contrario, una válvula cerrada que se abre repentinamente también producirá un golpe de ariete, llamado golpe de ariete negativo, que también tiene cierto poder destructivo, pero no tanto como el anterior.La unidad de bomba eléctrica también causará el impacto de la presión y el efecto del golpe de ariete cuando la energía se corte o arranque repentinamente.La onda de choque de dicha presión se propaga a lo largo de la tubería, lo que conduce fácilmente a una sobrepresión local de la tubería y provoca la ruptura de la tubería y daños en el equipo.Por lo tanto, la protección del efecto del golpe de ariete se convierte en una de las tecnologías clave de la ingeniería de suministro de agua.
Condiciones de golpe de ariete:
1. La válvula se abre o se cierra repentinamente;
2. La unidad de bomba se detiene o arranca repentinamente;
3. Tubería única a agua alta (diferencia de altura del terreno de suministro de agua de más de 20 metros);
4. La cabeza total de la bomba (o presión de trabajo) es grande;
5. La velocidad del flujo de agua en la tubería de agua es demasiado grande;
6. La tubería de agua es demasiado larga y el terreno cambia mucho.
El daño del efecto del golpe de ariete:
El aumento de presión causado por el golpe de ariete puede alcanzar varias veces o incluso decenas de veces la presión de trabajo normal de la tubería. El daño principal de esta gran fluctuación de presión en el sistema de tuberías es:
1.Causa una fuerte vibración de la tubería, junta de tubería desconectada;
2. Daños en la válvula, la presión grave es demasiado alta para provocar la explosión de la tubería, se reduce la presión de la red de suministro de agua;
3. Por el contrario, una presión demasiado baja provocará el colapso de la tubería, pero también dañará la válvula y el accesorio;
4. Provocar la inversión de la bomba, dañar el equipo o las tuberías de la sala de bombas, causar inundaciones graves en la sala de bombas, lo que resulta en víctimas y otros accidentes importantes, que afectan la producción y la vida.
Medidas de protección para eliminar o mitigar los golpes de ariete:
Hay muchas medidas de protección contra el golpe de ariete, pero se deben tomar diferentes medidas según las posibles causas del golpe de ariete.
1. La reducción del caudal de la tubería de transmisión de agua puede reducir la presión del golpe de ariete hasta cierto punto, pero aumentará el diámetro de la tubería de transmisión de agua y aumentará la inversión del proyecto.Se debe considerar la distribución de las líneas de transmisión de agua para evitar la ocurrencia de jorobas o cambios bruscos de pendiente.El tamaño del golpe de ariete está relacionado principalmente con la cabeza geométrica de la sala de bombas.Cuanto mayor sea la cabeza geométrica, mayor será el valor del golpe de ariete.Por lo tanto, se debe seleccionar un cabezal de bomba razonable de acuerdo con la situación local real.Después de que la bomba se detenga en un accidente, la bomba debe arrancarse cuando la tubería detrás de la válvula de retención esté llena de agua.No abra completamente la válvula de salida de la bomba al arrancar la bomba, de lo contrario se producirá un gran impacto de agua.Muchos accidentes importantes con golpes de ariete en estaciones de bombeo ocurren bajo esta condición.
2. Configure el dispositivo de eliminación del golpe de ariete:
(1) Tecnología de control de presión constante:
Como la presión de la red de suministro de agua cambia constantemente con el cambio de las condiciones de trabajo, el fenómeno de baja presión o sobrepresión a menudo ocurre en el proceso de operación del sistema, que es fácil de producir golpes de ariete, lo que resulta en la destrucción de la tubería y el equipo. .Se adopta el sistema de control automático, a través de la detección de la presión de la red de tuberías, el control de retroalimentación del arranque de la bomba, la regulación de la parada y la velocidad, el control del flujo y luego hacer que la presión mantenga un cierto nivel. La presión del suministro de agua de la bomba se puede configurar mediante controlar la microcomputadora para mantener un suministro de agua a presión constante, evitar fluctuaciones de presión excesivas y reducir la probabilidad de golpes de ariete.
(2) Instale el eliminador de golpes de ariete
El equipo evita principalmente que el golpe de ariete detenga la bomba, que generalmente se instala cerca de la tubería de salida de la bomba.Utiliza la presión de la propia tubería como potencia para realizar la acción automática de baja presión, es decir, cuando la presión en la tubería es inferior al valor de protección establecido, el puerto de drenaje abrirá automáticamente la liberación de agua y el alivio de presión, por lo que como para equilibrar la presión de la tubería local y evitar el impacto del golpe de ariete en el equipo y la tubería.El eliminador se puede dividir generalmente en dos tipos mecánico e hidráulico, la acción del eliminador mecánico por recuperación manual, el eliminador hidráulico puede restablecerse automáticamente.
(3) Instale una válvula de retención de cierre lento en la tubería de salida de la bomba de agua de gran diámetro.
Puede eliminar efectivamente el golpe de ariete que detiene la bomba, pero debido a que hay una cierta cantidad de reflujo de agua durante la acción de la válvula, el pozo de succión debe tener una tubería de desbordamiento.Hay dos tipos de válvulas de retención de cierre lento: tipo de martillo pesado y tipo de almacenamiento de energía.Esta válvula puede ajustar el tiempo de cierre de la válvula dentro de un cierto rango según sea necesario.Generalmente, la válvula se cierra en un 70 % ~ 80 % dentro de los 3 ~ 7 s después del apagón, y el 20 % ~ 30 % restante del tiempo de cierre se ajusta de acuerdo con las condiciones de la bomba y la tubería, generalmente en el rango de 10 ~ 30 s.Vale la pena señalar que cuando hay una joroba en la tubería y se produce un golpe de ariete en el puente, el papel de la válvula de retención de cierre lento es muy efectivo.
(4) Configure la torre de regulación de presión unidireccional
Construida cerca de la estación de bombeo o en la ubicación adecuada de la tubería, la altura de la torre de compensación unidireccional es menor que la presión de la tubería allí.Cuando la presión en la tubería es más baja que el nivel del agua en la torre, la torre de compensación repone agua a la tubería para evitar que la columna de agua se rompa y evitar el golpe de ariete.Sin embargo, su efecto reductor de la presión sobre los golpes de ariete distintos de los golpes de ariete que detienen la bomba, como los golpes de ariete que cierran las válvulas, es limitado.Además, el rendimiento de la válvula de retención utilizada en la torre de regulación de presión unidireccional es absolutamente confiable.Una vez que la válvula falla, puede provocar una gran ocurrencia.
(5) Instale la tubería de derivación (válvula) en la estación de bombeo.
Durante el funcionamiento normal del sistema de bombeo, la válvula de retención está cerrada porque la presión del agua en el lado del agua de la bomba es mayor que la presión del agua en el lado de succión.Cuando la bomba se detiene repentinamente después del accidente, la presión en la salida de la estación de bombeo disminuye bruscamente, mientras que la presión en el lado de succión aumenta bruscamente.Bajo esta presión diferencial, el agua de alta presión transitoria en la tubería principal de absorción de agua es el agua de baja presión transitoria que empuja la placa de la válvula de retención hacia la tubería principal de agua a presión y aumenta la presión de agua baja allí.Por otro lado, también se reduce la presión del golpe de ariete en el lado de succión de la bomba.De esta manera, se controla el ascenso y la caída del golpe de ariete en ambos lados de la estación de bombeo, lo que reduce y previene eficazmente el daño del golpe de ariete.
(6) Ajuste la válvula de retención de etapas múltiples
En una tubería de agua larga, se agregan una o más válvulas de retención para dividir la tubería de agua en varias secciones y se colocan válvulas de retención en cada sección.Cuando el agua en la tubería de transporte de agua fluye hacia atrás durante el proceso de golpe de ariete, cada válvula de retención se cierra una tras otra para dividir el flujo de agua de retrolavado en varias secciones.Debido a que la cabeza hidrostática en cada tubería de transporte de agua (o sección de flujo de agua de retrolavado) es bastante pequeña, se reduce el aumento de la presión del golpe de ariete.Esta medida de protección se puede utilizar eficazmente en el caso de una gran diferencia de elevación del suministro de agua geométrico.Pero no se puede eliminar la posibilidad de separación de la columna de agua.Su mayor desventaja es que el consumo de energía de la bomba aumenta y el costo del suministro de agua aumenta durante el funcionamiento normal.
(7) El dispositivo automático de escape y suministro de aire se coloca en el punto más alto de la tubería para reducir la influencia del golpe de ariete en la tubería.
Hora de publicación: 11-ene-2023