Golpe de Aríete

Giancarlo Gusmão
Theonelly Teodozio
Golpe de Aríete
Universidade Federal de Alagoas.
Introdução
●
●
●
●
●
História
O que é ?
Equacionamento
Classificação das manobras
Golpe de aríete em linhas de
compressão.
● Dispositivos de proteção
● Conclusão
História
Aríete Militar
O que é ?
• Fechamento de válvulas;
• Falhas mecânicas;
• Parada de bombas e turbinas.
Variação de vazão
Representação esquemática de um sistema hidráulico.
Variação de pressão
Equacionamento
A tubagem AB é alimentada pelo
reservatório sob a carga Ho.
N.A.
C
Ho
x
B
Vá lvula
t
Uo
A
t
B
L
A tubagem tem diâmetro constante
D, onde circula água em movimento
permanente com velocidade média
Uo.
Representação esquemática de um reservatório
•Força devido ao interrompimento brusco
•Celeridade
•Tempo de tubagem ou tempo de reflexão.
Força devido ao interrompimento brusco
F  A    hmax
A  x

U o
g t
A: Área da seção transversal
g: Peso específico
hmax: Sobrepressão
JOUKOWSKY
Equacionamento
A tubagem AB é alimentada pelo
reservatório sob a carga Ho.
N.A.
C
Ho
x
B
Vá lvula
t
Uo
A
t
B
L
A tubagem tem diâmetro constante
D, onde circula água em movimento
permanente com velocidade média
Uo.
Representação esquemática de um reservatório
•Força devido ao interrompimento brusco
•Celeridade
•Tempo de tubagem ou tempo de reflexão.
Celeridade
x
a
t
x: distância percorrida, no tubo, pela
variação de pressão.
t: tempo.
A velocidade média com que a variação de pressão percorre a linha dos
tubos denomina-se celeridade
Equacionamento
A tubagem AB é alimentada pelo
reservatório sob a carga Ho.
N.A.
C
Ho
x
B
Vá lvula
t
Uo
A
t
B
L
A tubagem tem diâmetro constante
D, onde circula água em movimento
permanente com velocidade média
Uo.
Representação esquemática de um reservatório
•Força devido ao interrompimento brusco
•Celeridade
•Tempo de tubagem ou tempo de reflexão.
Período de Tubagem
2 L

a
L: comprimento do tubo.
a: celeridade
È o tempo necessário para a onda de pressão ir da
válvula ao reservatório e retornar.
Como ocorre:
01
02
=
U= U
U= U
O
03
B
A
=
a
=
U= U
=
+dp
B
L/a > t > L/a
=
O
t=0
B
A
B
L/a > t > L/a
08
+dp
U= 0
=
a
U= 0
O
U= U
A
+dp
=
U= U
U= 0
O
09
=
a
U= U
A
B
t=L/a
=
A
O
+dp
B
a
U= U
U= 0
=
U= 0
L/a > t > 0
06
+dp
B
a
A
B
05
07
04
O
A
A
L/a > t > a
U= U
U= 0
O
+dp
=
U= 0
O
t=0
A
a
=
L/a > t > L/a
B
+dp
Continuação
11
=
a
=
U= U
A
B
=
-+dp
A
17
=
a
-Dp
14
U= U
U= 0
B
L/a > t > L/a
A
16
t=0
a
A
=
-Dp
U= 0
B
L/a > t > 0
=
a
-Dp
U= 0
B
L/a > t > L/a
=
a
U= U
B
-Dp
B
=
U= U
A
A
B
t=L/a
U= U
12
=
U= 0
L/a > t > a
U= U
U= 0
=
a
=
U= U
13
15
10
U= 0
A
A
-Dp
U= 0
L/a > t > L/a
B
-Dp
Equacionamento
A tubagem AB é alimentada pelo
reservatório sob a carga Ho.
N.A.
C
Ho
x
B
Vá lvula
t
Uo
A
t
B
L
A tubagem tem diâmetro constante
D, onde circula água em movimento
permanente com velocidade média
Uo.
Representação esquemática de um reservatório
• Força devido ao interrompimento brusco
• Celeridade
• Tempo de tubagem ou tempo de reflexão
Classificação das manobras
• Lenta
t 
2 L
a
hmax
2  L Uo

g t
MICHAUD
Outras formulações
• Rápida
t 
2 L
a
hmax
a Uo

g
JOUKOWSKY
Outras formulações
● Sparre
hMAX
2  L Uo


g t
1

L Uo 

2  1 
 2  g  t  Ho 
● Johnson
hMAX
L Uo
2
2 
2
2
2


  L Uo  4  g  Ho  C  L Uo 
2
2

2  g  Ho  t 
Classificação das manobras
• Lenta
t 
2 L
a
hmax
2  L Uo

g t
MICHAUD
Outras formulações
• Rápida
t 
2 L
a
hmax
a Uo

g
JOUKOWSKY
Golpe de Aríete em linhas de compressão
Interrupção brusca da energia
elétrica
Inversão de sentido
Golpe de Aríete
Dispositivos de proteção
•Volantes de Inércia
•Ventosas
•Reservatórios unidirecionais
•By – pass
•Chaminés de Equilíbrio
•Reservatórios Hidropneumáticos
•Válvulas de Alívio
•Válvulas de Retenção
Volantes de Inércia
● Reduz a variação brusca de pressão
● Retardo das perdas na rotação do motor
● Aumento do peso
Limitação: Exige mais potência do motor.
Ventosas
● Proteção contra depressões.
Reservatórios Unidirecionais
● Alimenta a tubulação em caso de interrupção.
By - pass
● Idêntico ao reservatório unidimensional
Chaminés de Equilíbrio
●
Atua na proteção contra as
sobrepressões e depressões
Chaminé de equilíbrio
Reservatórios Hidropneumáticos
●
Atua na proteção contra
sobrepressões e depressões.
Ar
Válvulas de Alívio
● Atua na proteção contra sobrepressões.
Válvulas de Retenção
● Impedir a inversão do fluxo no conduto
Conclusão
● Manter os efeitos dos transientes dentro de limites satisfatórios
● Dispositivos de proteção
● Redução de custos
Referências
●CAMARGO, L. A. O golpe de aríete em tubulações de recalque.
Análise simplificada. In: Encontro de engenheiros de assistência técnica,
Santa Catarina, 15. , 1989, Joinville. Disponível em:
<http://www.pipesystem.com.br/Artigos_Tecnicos/artigos_tecnicos.html>
●Golpe de aríete: Banco de dados. Disponível em:
<http://pt.wikipedia.org/wiki/Golpe_de_ar%C3%ADete>. Acesso em 26
de novembro de 2006.
●El ariete: la primera de las máquinas de asedio.: Banco de dados.
Disponível em: < www.rubensaez.com/descargas/elariete.pdf >.
Acesso em 26 de novembro de 2006.