Cos'è il colpo d'ariete?
Il colpo d'ariete si verifica in un'improvvisa interruzione di corrente o nella valvola chiusa troppo velocemente, a causa dell'inerzia del flusso d'acqua in pressione, viene generata l'onda d'urto del flusso, proprio come un martello, il cosiddetto colpo d'ariete.La forza avanti e indietro dell'onda d'urto dell'acqua, a volte grande, può rompere valvole e pompe.
Quando una valvola aperta viene improvvisamente chiusa, il flusso d'acqua esercita una pressione sulla valvola e sulla parete del tubo.A causa della parete liscia del tubo, il successivo flusso d'acqua sotto l'azione dell'inerzia raggiunge rapidamente il massimo e produce un effetto distruttivo, che è l '"effetto colpo d'ariete" nella meccanica dei fluidi, cioè colpo d'ariete positivo.Questo fattore dovrebbe essere considerato nella costruzione di condotte di approvvigionamento idrico.
Al contrario, una valvola chiusa che si apre improvvisamente produrrà anche un colpo d'ariete, chiamato colpo d'ariete negativo, anch'esso dotato di un certo potere distruttivo, ma non tanto quanto il primo.L'unità pompa elettrica causerà anche l'impatto della pressione e l'effetto del colpo d'ariete quando l'alimentazione viene improvvisamente interrotta o avviata.L'onda d'urto di tale pressione si propaga lungo la tubazione, il che porta facilmente a una sovrapressione locale della tubazione e provoca la rottura della tubazione e danni alle apparecchiature.Pertanto, la protezione dell'effetto del colpo d'ariete diventa una delle tecnologie chiave dell'ingegneria dell'approvvigionamento idrico.
Condizioni del colpo d'ariete:
1. La valvola si apre o si chiude improvvisamente;
2. Il gruppo pompa si arresta o si avvia improvvisamente;
3. Tubo singolo per acqua alta (dislivello del terreno di approvvigionamento idrico superiore a 20 metri);
4. La prevalenza totale della pompa (o pressione di esercizio) è elevata;
5. La velocità del flusso d'acqua nella tubazione dell'acqua è troppo grande;
6. La conduttura dell'acqua è troppo lunga e il terreno cambia notevolmente.
Il danno dell'effetto colpo d'ariete:
L'aumento di pressione causato dal colpo d'ariete può raggiungere diverse volte o addirittura dozzine di volte la normale pressione di esercizio della tubazione. Il principale danno di questa grande fluttuazione di pressione al sistema di tubazioni è:
1. Causa forti vibrazioni della tubazione, giunto del tubo disconnesso;
2. Danneggiamento della valvola, la pressione grave è troppo alta per causare lo scoppio della tubazione, la pressione della rete idrica è ridotta;
3. Al contrario, una pressione troppo bassa porterà al collasso del tubo, ma danneggerà anche la valvola e il dispositivo;
4. Causare l'inversione della pompa, danneggiare l'attrezzatura o le tubazioni della sala pompe, causare seriamente l'allagamento della sala pompe, con conseguenti vittime e altri gravi incidenti, che incidono sulla produzione e sulla vita.
Misure protettive per eliminare o mitigare il colpo d'ariete:
Esistono molte misure protettive contro il colpo d'ariete, ma occorre adottare misure diverse a seconda delle possibili cause del colpo d'ariete.
1. La riduzione della portata della tubazione di trasmissione dell'acqua può ridurre in una certa misura la pressione del colpo d'ariete, ma aumenterà il diametro della tubazione di trasmissione dell'acqua e aumenterà l'investimento del progetto.La distribuzione delle linee di trasporto dell'acqua dovrebbe essere considerata per evitare il verificarsi di dossi o bruschi cambi di pendenza.La dimensione del colpo d'ariete è principalmente correlata alla prevalenza geometrica del locale pompe.Più alta è la testa geometrica, maggiore è il valore del colpo d'ariete.Pertanto, è necessario selezionare una prevalenza ragionevole della pompa in base alla situazione effettiva locale.Dopo che la pompa si è arrestata in caso di incidente, la pompa deve essere avviata quando la tubazione dietro la valvola di ritegno è piena d'acqua.Non aprire completamente la valvola di uscita della pompa quando si avvia la pompa, altrimenti si produrrà un forte impatto d'acqua.Molti gravi incidenti con colpi d'ariete nelle stazioni di pompaggio si verificano in questa condizione.
2. Installare il dispositivo di eliminazione del colpo d'ariete:
(1) Tecnologia di controllo della pressione costante:
Poiché la pressione della rete di approvvigionamento idrico cambia costantemente con il cambiamento delle condizioni di lavoro, il fenomeno della bassa pressione o della sovrapressione si verifica spesso nel processo di funzionamento del sistema, che è facile da produrre colpo d'ariete, con conseguente distruzione della tubazione e dell'attrezzatura .Viene adottato il sistema di controllo automatico, attraverso il rilevamento della pressione della rete di tubazioni, il controllo di feedback dell'avvio della pompa, l'arresto e la regolazione della velocità, il controllo del flusso e quindi il mantenimento della pressione a un certo livello. La pressione di alimentazione dell'acqua della pompa può essere impostata da controllare il microcomputer per mantenere costante l'approvvigionamento idrico a pressione, evitare fluttuazioni di pressione eccessive e ridurre la probabilità di colpi d'ariete.
(2) Installare l'eliminatore del colpo d'ariete
L'apparecchiatura impedisce principalmente al colpo d'ariete di arrestare la pompa, che è generalmente installata vicino alla tubazione di uscita della pompa.Utilizza la pressione della tubazione stessa come potenza per realizzare l'azione automatica a bassa pressione, ovvero quando la pressione nella tubazione è inferiore al valore di protezione impostato, la porta di scarico aprirà automaticamente il rilascio dell'acqua e lo scarico della pressione, quindi per bilanciare la pressione della conduttura locale e prevenire l'impatto del colpo d'ariete sull'attrezzatura e sulla conduttura.L'eliminatore può essere generalmente suddiviso in due tipi meccanici e idraulici, l'azione dell'eliminatore meccanico mediante recupero manuale, l'eliminatore idraulico può ripristinarsi automaticamente.
(3) Installare una valvola di ritegno a chiusura lenta sul tubo di uscita della pompa dell'acqua di grande diametro.
Può eliminare efficacemente il colpo d'ariete che arresta la pompa, ma poiché c'è una certa quantità di riflusso d'acqua durante l'azione della valvola, il pozzo di aspirazione deve avere un tubo di troppopieno.Esistono due tipi di valvole di ritegno a chiusura lenta: a martello pesante e ad accumulo di energia.Questa valvola può regolare il tempo di chiusura della valvola entro un certo intervallo secondo necessità.Generalmente, la valvola viene chiusa del 70% ~ 80% entro 3 ~ 7 s dopo il blackout e il restante 20% ~ 30% del tempo di chiusura viene regolato in base alle condizioni della pompa e della tubazione, generalmente nell'intervallo di 10 ~ 30 sec.Vale la pena notare che quando c'è una gobba nella tubazione e si verifica un colpo d'ariete da ponte, il ruolo della valvola di ritegno a chiusura lenta è molto efficace.
(4) Impostare la torre di regolazione della pressione unidirezionale
Costruita vicino alla stazione di pompaggio o nella posizione appropriata della condotta, l'altezza della torre di pompaggio unidirezionale è inferiore alla pressione della condotta in quel punto.Quando la pressione nella tubazione è inferiore al livello dell'acqua nella torre, la torre di sovracorrente reintegra l'acqua nella tubazione per impedire la rottura della colonna d'acqua ed evitare di colmare il colpo d'ariete.Tuttavia, il suo effetto di riduzione della pressione sui colpi d'ariete diversi dai colpi d'ariete che arrestano la pompa come i colpi d'ariete che chiudono le valvole è limitato.Inoltre, le prestazioni della valvola di ritegno utilizzata nella torre di regolazione della pressione unidirezionale sono assolutamente affidabili.Una volta che la valvola si guasta, può portare a un grande evento.
(5) Impostare il tubo di bypass (valvola) nella stazione di pompaggio.
Durante il normale funzionamento del sistema di pompaggio, la valvola di ritegno è chiusa perché la pressione dell'acqua sul lato acqua della pompa è superiore alla pressione dell'acqua sul lato aspirazione.Quando la pompa viene improvvisamente arrestata dopo l'incidente, 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 ad alta pressione transitoria nel tubo principale di assorbimento dell'acqua è l'acqua a bassa pressione transitoria che spinge la piastra della valvola di ritegno verso il tubo principale dell'acqua in pressione e lì aumenta la bassa pressione dell'acqua.D'altra parte, viene ridotta anche la pressione del colpo d'ariete sul lato di aspirazione della pompa.In questo modo, l'aumento e la caduta del colpo d'ariete su entrambi i lati della stazione di pompaggio sono controllati, riducendo e prevenendo così efficacemente il danno del colpo d'ariete.
(6) Impostare la valvola di ritegno multistadio
In una lunga conduttura dell'acqua, vengono aggiunte una o più valvole di ritegno per dividere la conduttura dell'acqua in più sezioni e su ciascuna sezione sono installate valvole di ritegno.Quando l'acqua nel tubo di convogliamento dell'acqua scorre all'indietro durante il processo del colpo d'ariete, ciascuna valvola di ritegno viene chiusa una dopo l'altra per dividere il flusso dell'acqua di controlavaggio in più sezioni.Poiché il battente idrostatico in ogni tubo di convogliamento dell'acqua (o sezione di flusso dell'acqua di controlavaggio) è piuttosto ridotto, l'aumento della pressione del colpo d'ariete è ridotto.Questa misura di protezione può essere efficacemente utilizzata in caso di grandi dislivelli geometrici dell'approvvigionamento idrico.Ma la possibilità di separazione della colonna d'acqua non può essere eliminata.Il suo più grande svantaggio è che il consumo di energia della pompa aumenta e il costo dell'approvvigionamento idrico aumenta durante il normale funzionamento.
(7) Il dispositivo automatico di scarico e alimentazione dell'aria è posizionato nel punto più alto della tubazione per ridurre l'influenza del colpo d'ariete sulla tubazione.
Tempo di pubblicazione: Jan-11-2023