Cos'è il colpo d'ariete?
Il colpo d'ariete si verifica quando si verifica un'improvvisa interruzione di corrente o quando la valvola viene chiusa troppo velocemente, a causa dell'inerzia del flusso d'acqua in pressione, viene generata un'onda d'urto del flusso d'acqua, proprio come un colpo di martello, quindi si chiama colpo d'ariete .La forza generata dalle onde d'urto avanti e indietro del flusso d'acqua, a volte così grande, può danneggiare valvole e pompe.
Quando una valvola aperta viene chiusa improvvisamente, l'acqua scorre contro la valvola e la parete del tubo, creando una pressione.A causa della parete liscia del tubo, il successivo flusso d'acqua raggiunge rapidamente il massimo sotto l'azione dell'inerzia e produce danni.Questo è l'effetto del “colpo d'ariete” nella meccanica dei fluidi, cioè il colpo d'ariete positivo.Questo fattore dovrebbe essere considerato nella costruzione delle condotte di approvvigionamento idrico.
Al contrario, dopo che la valvola chiusa viene aperta improvvisamente, si produrrà anche un colpo d'ariete, chiamato colpo d'ariete negativo.Ha anche un certo potere distruttivo, ma non è grande come il primo.Quando la pompa elettrica dell'acqua perde improvvisamente potenza o si avvia, causerà anche shock di pressione e colpi d'ariete.L'onda d'urto di questa pressione si propaga lungo la tubazione, il che può facilmente portare a una sovrapressione locale della tubazione, con conseguente rottura della tubazione e danni alle apparecchiature.Pertanto, la protezione dall’effetto colpo d’ariete è diventata una delle tecnologie chiave nell’ingegneria dell’approvvigionamento idrico.
Condizioni per il colpo d'ariete
1. La valvola si apre o si chiude improvvisamente;
2. Il gruppo pompa acqua si ferma o si avvia improvvisamente;
3. Consegna dell'acqua a tubo singolo in luoghi elevati (il dislivello del terreno di approvvigionamento idrico supera i 20 metri);
4. La prevalenza totale (o pressione di esercizio) della pompa è elevata;
5. La velocità dell'acqua nella tubazione dell'acqua è troppo grande;
6. La conduttura dell'acqua è troppo lunga e il terreno cambia notevolmente.
I pericoli del colpo d'ariete
L'aumento di pressione causato dal colpo d'ariete può raggiungere diverse volte o addirittura decine di volte la normale pressione di esercizio della tubazione.Tali ampie fluttuazioni di pressione causano danni al sistema di tubazioni principalmente come segue:
1. Causare forti vibrazioni della tubazione e disconnessione del giunto della tubazione;
2. La valvola è danneggiata e la pressione grave è troppo elevata per causare lo scoppio del tubo e la pressione della rete idrica si riduce;
3. Al contrario, se la pressione è troppo bassa, il tubo collasserà, danneggiando la valvola e le parti di fissaggio;
4. Causare l'inversione della pompa dell'acqua, danneggiare l'attrezzatura o le tubazioni nella sala pompe, causare la grave sommersione della sala pompe, provocare vittime personali e altri incidenti gravi e compromettere la produzione e la vita.
Misure protettive per eliminare o mitigare il colpo d'ariete
Esistono molte misure protettive contro il colpo d'ariete, ma è necessario adottare misure diverse a seconda delle possibili cause del colpo d'ariete.
1. Ridurre la portata della conduttura dell'acqua può ridurre in una certa misura la pressione del colpo d'ariete, ma aumenterà il diametro della conduttura dell'acqua e aumenterà l'investimento nel progetto.Quando si posano le condotte idriche, si dovrebbe prestare attenzione ad evitare dossi o drastici cambiamenti di pendenza.L'entità del colpo d'ariete a pompa ferma è legata principalmente alla prevalenza geometrica del locale pompe.Maggiore è la prevalenza geometrica, maggiore sarà il colpo d'ariete a pompa ferma.Pertanto, è necessario selezionare una prevalenza della pompa ragionevole in base alle effettive condizioni locali.Dopo aver fermato la pompa in caso di incidente, attendere che la tubazione dietro la valvola di ritegno sia piena d'acqua prima di avviare la pompa.Non aprire completamente la valvola di uscita della pompa dell'acqua quando si avvia la pompa, altrimenti si verificherà un forte impatto dell'acqua.La maggior parte degli incidenti gravi causati dai colpi d'ariete in molte stazioni di pompaggio si verificano in tali circostanze.
2. Installare il dispositivo di eliminazione del colpo d'ariete
(1) Utilizzando la tecnologia di controllo della pressione costante:
Poiché la pressione della rete di tubazioni di approvvigionamento idrico cambia continuamente con il cambiamento delle condizioni di lavoro, durante il funzionamento del sistema si verifica spesso una bassa pressione o una sovrapressione, che è soggetta a colpi d'ariete, con conseguenti danni ai tubi e alle apparecchiature.Il sistema di controllo automatico è adottato per controllare la pressione della rete di tubazioni.Il rilevamento, il controllo del feedback dell'avvio, dell'arresto e la regolazione della velocità della pompa dell'acqua, controllano il flusso e quindi mantengono la pressione a un certo livello.La pressione di alimentazione dell'acqua della pompa può essere impostata controllando il microcomputer per mantenere costante la pressione dell'acqua di alimentazione ed evitare eccessive fluttuazioni di pressione.La possibilità di colpire è ridotta.
(2) Installare l'eliminatore del colpo d'ariete
Questa attrezzatura previene principalmente il colpo d'ariete quando la pompa è ferma.Viene generalmente installato in prossimità del tubo di uscita della pompa dell'acqua.Utilizza la pressione del tubo stesso come potenza per realizzare un'azione automatica a bassa pressione, ovvero quando la pressione nel tubo è inferiore al valore di protezione impostato, lo scarico si aprirà automaticamente e scaricherà l'acqua.Limitatore di pressione per bilanciare la pressione delle condutture locali e prevenire l'impatto del colpo d'ariete su apparecchiature e condutture.Generalmente gli eliminatori si dividono in due tipologie: meccanici ed idraulici.Ripristina.
3) Installare una valvola di ritegno a chiusura lenta sul tubo di uscita della pompa dell'acqua di grosso calibro
Può eliminare efficacemente il colpo d'ariete quando la pompa è ferma, ma poiché c'è una certa quantità di riflusso d'acqua quando la valvola viene azionata, il pozzo di aspirazione deve avere un tubo di troppopieno.Esistono due tipi di valvole di ritegno a chiusura lenta: del tipo a martello e del tipo ad accumulo di energia.Questo tipo di valvola può regolare il tempo di chiusura della valvola entro un certo intervallo in base alle esigenze.Generalmente, dal 70% all'80% della valvola viene chiuso entro 3-7 s dopo l'interruzione di corrente e il tempo di chiusura del restante 20%-30% viene regolato in base alle condizioni della pompa dell'acqua e della tubazione, generalmente nell'intervallo da 10 a 30 s.Vale la pena notare che la valvola di ritegno a chiusura lenta è molto efficace quando è presente una gobba nella tubazione per superare il colpo d'ariete.
(4) Installare una torre di protezione unidirezionale
È costruito vicino alla stazione di pompaggio o in una posizione appropriata della conduttura e l'altezza della torre di protezione unidirezionale è inferiore alla pressione della conduttura in quel punto.Quando la pressione nella tubazione è inferiore al livello dell'acqua nella torre, la torre di protezione fornirà acqua alla tubazione per evitare la rottura della colonna d'acqua ed evitare colpi d'ariete.Tuttavia, il suo effetto depressurizzante sui colpi d'ariete diversi dal colpo d'ariete di arresto della pompa, come il colpo d'ariete di chiusura della valvola, è limitato.Inoltre, le prestazioni della valvola unidirezionale utilizzata nella torre di protezione unidirezionale devono essere assolutamente affidabili.Una volta che la valvola si guasta, ciò potrebbe causare gravi incidenti.
(5) Installare un tubo di bypass (valvola) nella stazione di pompaggio
Quando il sistema di pompa funziona normalmente, la valvola di ritegno è chiusa perché la pressione dell'acqua sul lato pressione dell'acqua della pompa è superiore alla pressione dell'acqua sul lato di aspirazione.Quando un'interruzione di corrente arresta improvvisamente la pompa, la pressione all'uscita della stazione di pompaggio diminuisce bruscamente, mentre la pressione sul lato di aspirazione aumenta bruscamente.Sotto questa pressione differenziale, l'acqua transitoria ad alta pressione nel tubo principale di aspirazione dell'acqua è l'acqua transitoria a bassa pressione che spinge via la piastra della valvola di ritegno e scorre verso il tubo principale dell'acqua in pressione, dove aumenta la bassa pressione dell'acqua;d'altro canto la pompa dell'acqua riduce anche la spinta del colpo d'ariete sul lato aspirazione.In questo modo, la salita e la caduta del colpo d'ariete su entrambi i lati della stazione di pompaggio vengono controllate, riducendo e prevenendo così efficacemente i rischi del colpo d'ariete
(6) Impostare la valvola di ritegno multistadio
Nella tubazione dell'acqua più lunga, aggiungi una o più valvole di ritegno, dividi la tubazione dell'acqua in più sezioni e imposta una valvola di ritegno su ciascuna sezione.Quando l'acqua nella tubazione dell'acqua rifluisce durante il processo del colpo d'ariete, le valvole di ritegno vengono chiuse una dopo l'altra per dividere il flusso di controlavaggio in più sezioni.Poiché la colonna d'acqua in ciascuna sezione del tubo dell'acqua (o sezione del flusso di controlavaggio) è piuttosto ridotta, il flusso dell'acqua viene ridotto.Potenziamento del martello.Questa misura protettiva può essere utilizzata efficacemente in situazioni in cui il dislivello geometrico della fornitura d'acqua è ampio;ma non può eliminare la possibilità di separazione della colonna d'acqua.Il suo più grande svantaggio è: il consumo energetico della pompa dell'acqua aumenta durante il normale funzionamento e aumenta il costo dell'approvvigionamento idrico.
(7) I dispositivi automatici di scarico e alimentazione dell'aria sono installati nel punto più alto della tubazione per ridurre l'impatto del colpo d'ariete sulla tubazione.
Orario di pubblicazione: 23 novembre 2022