El golpe de ariete se llama golpe de ariete debido a la inercia del flujo de agua a presión cuando se corta repentinamente la energía o la válvula se cierra demasiado rápido, lo que produce una onda de choque en el flujo de agua, como un golpe de martillo. La fuerza de ida y vuelta de la onda de choque del agua a veces puede ser muy grande, dañando así la válvula y la bomba de agua.
Cuando la válvula abierta se cierra repentinamente, el flujo de agua producirá presión sobre la válvula y la pared de la tubería. Debido a la pared lisa de la tubería, el flujo de agua posterior alcanza rápidamente el máximo bajo la acción de la inercia y produce un efecto destructivo, que en hidrodinámica es el "efecto golpe de ariete", es decir, golpe de ariete positivo. Este factor debe considerarse en la construcción de tuberías de suministro de agua.
Por el contrario, después de que la válvula cerrada se abre repentinamente, también producirá un golpe de ariete, llamado golpe de ariete negativo, que también tiene una cierta fuerza destructiva, pero no es tan grande como el primero. Cuando la unidad de bomba de agua eléctrica se apaga o arranca repentinamente, también provocará un impacto de presión y un efecto de golpe de ariete. Esta onda de choque de presión se propaga a lo largo de la tubería, lo que puede provocar fácilmente una sobrepresión local de la tubería, lo que provoca su ruptura y daños al equipo. Por lo tanto, la protección contra el efecto de golpe de ariete se ha convertido en una de las tecnologías clave de la ingeniería de suministro de agua.
Condiciones de golpe de ariete
1. Apertura o cierre repentino de la válvula;
2. Parada o arranque repentino de la unidad de bomba de agua;
3. Entrega de agua desde una sola tubería hasta un lugar alto (la diferencia de elevación topográfica del suministro de agua supera los 20 m);
4. La altura total (o presión de trabajo) de la bomba de agua es grande;
5. Velocidad excesiva del flujo en la tubería de transmisión de agua;
6. La tubería de agua es demasiado larga y el terreno cambia mucho.
Daño del efecto golpe de ariete
El aumento de presión causado por el golpe de ariete puede alcanzar varias veces o incluso docenas de veces la presión de trabajo normal de la tubería. Los peligros de esta gran fluctuación de presión para el sistema de tuberías incluyen principalmente:
1. Provocar una fuerte vibración de la tubería y desconectar la junta de la tubería;
2. La válvula está dañada y la presión grave es demasiado alta, lo que provoca la explosión de la tubería y la reducción de la presión de la red de suministro de agua;
3. Por el contrario, una presión demasiado baja provocará el colapso de la tubería y dañará la válvula y las piezas de fijación;
4. Hacer que la bomba retroceda, dañe el equipo o la tubería en la sala de bombas, sumerja gravemente la sala de bombas, cause víctimas y otros accidentes importantes y afecte la producción y la vida útil.
Medidas de protección para eliminar o reducir el golpe de ariete.
Existen muchas medidas de protección contra el golpe de ariete, pero se deben tomar diferentes medidas según las posibles causas del golpe de ariete.
1. Reducir la velocidad del flujo 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. Durante el trazado de la tubería de conducción de agua, se evitarán en la medida de lo posible los montículos o los cambios bruscos de pendiente. El tamaño del golpe de ariete de parada de la bomba está relacionado principalmente con la altura geométrica de la casa de la bomba. Cuanto mayor sea la altura geométrica, mayor será el valor del golpe de ariete de parada de la bomba. Por lo tanto, se debe seleccionar la altura de bomba razonable de acuerdo con la situación real local. Después del apagado de emergencia de la bomba, la bomba se arrancará después de que la tubería detrás de la válvula de retención esté llena de agua. Al arrancar la bomba, no abra completamente la válvula de salida de la bomba, de lo contrario se producirá un gran impacto en el agua. Los principales accidentes por golpe de ariete en muchas estaciones de bombeo se deben principalmente a este caso.
2. Establecer el dispositivo de eliminación del golpe de ariete
(1) Se adopta tecnología de control de presión constante:
Como la presión de la red de tuberías de suministro de agua cambia constantemente con el cambio de las condiciones de trabajo, a menudo se produce baja presión o sobrepresión durante el funcionamiento del sistema, lo que es fácil de producir golpes de ariete, lo que resulta en daños a las tuberías y equipos, el control automático. Se adopta un sistema para retroalimentar el arranque, la parada y la regulación de velocidad de la bomba de agua mediante la detección de la presión de la red de tuberías, controlar el flujo y luego mantener un cierto nivel de presión. La presión del suministro de agua de la bomba se puede configurar controlando el microcomputadora para mantener el suministro de agua a presión constante, evitar fluctuaciones excesivas de presión y reducir la probabilidad de golpes de ariete.
(2) Instale el eliminador de golpe de ariete
El equipo se utiliza principalmente para evitar que el golpe de ariete detenga la bomba. Generalmente se instala cerca de la tubería de salida de la bomba de agua. La presión de la tubería en sí se utiliza como potencia para realizar una acción automática de baja presión, es decir, cuando la presión en la tubería es inferior al valor de protección establecido, la salida de drenaje se abrirá automáticamente para liberar agua y presión, de modo que para equilibrar la presión de la tubería local y evitar el impacto del golpe de ariete en el equipo y la tubería. Generalmente, el eliminador se puede dividir en tipo mecánico y tipo hidráulico. Una vez que actúa el eliminador mecánico, se puede restaurar manualmente y el eliminador hidráulico se puede restablecer automáticamente.
(3) Instale una válvula de retención de cierre lento en el tubo de salida de la bomba de agua de gran diámetro.
Puede eliminar eficazmente el golpe de ariete causado por la parada de la bomba, pero debido a que hay una cierta cantidad de reflujo de agua cuando actúa la válvula, el pozo de succión debe tener una tubería de desbordamiento. La válvula de retención de cierre lento tiene dos tipos: tipo martillo pesado y tipo almacenamiento de energía. El tiempo de cierre de la válvula se puede ajustar dentro de un cierto rango según sea necesario. Generalmente, la válvula se cierra entre el 70% y el 80% dentro de 3 a 7 segundos después del corte de energía, y el tiempo de cierre restante del 20% al 30% se ajusta de acuerdo con las condiciones de la bomba de agua y la tubería, generalmente en el rango de 10 a 30 s. Vale la pena señalar que cuando hay una joroba en la tubería para salvar el golpe de ariete, la válvula de retención de cierre lento es muy efectiva.
(4) Torre de sobretensión unidireccional
Se construirá cerca de la estación de bombeo o en la posición apropiada de la tubería, y la altura del tanque de compensación unidireccional será menor que la presión de la tubería allí. Cuando la presión en la tubería es menor que el nivel del agua en la torre, el tanque de compensación aporta agua a la tubería para evitar que la columna de agua se rompa y evitar el golpe de ariete. Sin embargo, su efecto de despresurización sobre el golpe de ariete distinto del golpe de ariete por parada de la bomba, como el golpe de ariete al cerrar la válvula, es limitado. Además, el funcionamiento de la válvula unidireccional utilizada en la torre reguladora de presión unidireccional deberá ser absolutamente confiable. Una vez que la válvula falla, puede provocar accidentes graves.
(5) Se instala una tubería de derivación (válvula) en la estación de bombeo.
Durante el funcionamiento normal del sistema de bomba, la válvula de retención está cerrada porque la presión del agua en el lado de presión de agua de la bomba es mayor que la del lado de succión de agua. Cuando la bomba se detiene repentinamente debido a un corte de energía, la presión en la salida de la estación de bombeo de agua disminuye bruscamente, mientras que la presión en el lado de succión aumenta bruscamente. Bajo esta presión diferencial, el agua transitoria de alta presión en la tubería principal de succión es el agua transitoria de baja presión que empuja la placa de la válvula de retención para que fluya hacia la tubería principal de agua presurizada y aumenta la baja presión del agua allí; Por otro lado, también se reduce el aumento de presión del golpe de ariete en el lado de succión de la bomba de agua. De esta manera, se controlan el aumento del golpe de ariete y la caída de presión en ambos lados de la estación de bombeo de agua, para reducir y prevenir eficazmente el daño del golpe de ariete.
(6) Establecer la válvula de retención de etapas múltiples
En la tubería de transmisión de agua más larga, se agregan una o más válvulas de retención para dividir la tubería de transmisión de agua en varias secciones, y se colocan válvulas de retención en cada sección. Cuando el agua en la tubería de suministro de agua regresa en el proceso de golpe de ariete, cada válvula de retención se cierra sucesivamente para dividir el flujo de retrolavado en varias secciones. Debido a que la cabeza hidrostática en cada sección de la tubería de suministro de agua (o sección de flujo de retrolavado) es bastante pequeña, se reduce el aumento de presión del golpe de ariete. Esta medida de protección se puede utilizar eficazmente en el caso de una gran diferencia geométrica de altura en el suministro de agua; Sin embargo, 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 de agua aumenta y el costo del suministro de agua aumenta durante el funcionamiento normal.
(7) Se colocan dispositivos automáticos de escape y reabastecimiento de aire en los puntos altos de la tubería para reducir el impacto del golpe de ariete en la tubería.
Hora de publicación: 26 de octubre de 2021
