¿Qué es el golpe de ariete? Efecto golpe de ariete

¿Qué es el golpe de ariete?

Un golpe de ariete es un fenómeno que puede ocurrir en cualquier sistema de tuberías donde se utilizan válvulas para controlar el flujo de líquidos o vapor. Un golpe de ariete es el resultado de un aumento de presión o una onda de choque de alta presión que se propaga a través de un sistema de tuberías cuando un fluido en movimiento se ve obligado a cambiar de dirección o detenerse abruptamente. Esta onda de choque también se conoce comúnmente como choque hidráulico o sobretensión hidráulica y puede caracterizarse por un marcado sonido de golpes o golpes en las tuberías inmediatamente después del cierre.

Un golpe de ariete puede ocurrir cuando una válvula abierta se cierra repentinamente, lo que hace que el agua entre en ella, o cuando una bomba se apaga repentinamente y el flujo invierte la dirección de regreso a la bomba. Dado que el agua es incompresible, el impacto del agua produce una onda de choque que se propaga a la velocidad del sonido entre la válvula y el siguiente codo en el sistema de tuberías o dentro de la columna de agua después de la bomba.

Formación de golpe de ariete

La formación del golpe de ariete se puede entender muy bien en los diagramas siguientes.

Una vez formado el condensado, el flujo dentro de la tubería tiene dos componentes: vapor y condensado. La velocidad del flujo del vapor es mucho mayor que la del condensado. Durante dicho flujo de fase dual, el condensado pesado que fluye por el fondo de la tubería es arrastrado por vapor de alta velocidad. Esto da como resultado la formación de una masa de agua que es mucho más densa que el vapor que viaja con la velocidad del vapor. Cuando este proyectil se detiene por cualquier desprendimiento, como una curva o un equipo, la energía cinética del proyectil se convertirá repentinamente en energía de presión que creará una onda de choque en toda la tubería. Las tuberías seguirán vibrando hasta que esta energía se disipe en la estructura.

El efecto del golpe de ariete y las medidas preventivas en las tuberías

El agua El efecto martillo significa que cuando la válvula abierta se cierra repentinamente, debido a la inercia del flujo de agua a presión, se genera la onda de choque del flujo de agua y luego causa daños. Este es el “efecto golpe de ariete” en hidráulico, también igual al golpe de ariete positivo.

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 cierto poder destructivo, pero no es tan grande como el primero.

Por lo general, el elemento de cierre succiona repentinamente el asiento de la válvula cuando la válvula está a punto de cerrarse, lo que se denomina efecto de bloqueo del cilindro.

Aunque el golpe de ariete produce mucho ruido, el daño real lo causa una falla mecánica. Debido a que la energía cinética cambia drásticamente a una presión de línea estática, el golpe de ariete puede romper la línea o dañar el soporte de la tubería y dañar la junta de la tubería. En el caso de las válvulas, un golpe de ariete puede causar vibraciones severas a través del carrete, lo que puede provocar la falla del disco, la junta o la empaquetadura.

Para las válvulas, la forma de evitar el golpe de ariete es evitar cambios repentinos de presión en el sistema.

Para evitar fluctuaciones de presión, la válvula debe cerrarse a una velocidad que varía uniformemente. En algunos casos, cuando se utiliza la función de apertura rápida, es posible que sea necesario cambiar a una característica de porcentaje igual. Para las válvulas de control, el flujo de agua debe estrangularse al acercarse al asiento, un actuador con un empuje de salida suficientemente grande, como un actuador neumático de pistón o un actuador hidráulico, o una muesca especial en el casquillo de carrera de un operador que gira manualmente. .

Establecer un tipo de antifluctuación en el sistema de tuberías también reduce el efecto del golpe de ariete. Esto se puede hacer usando un alivio de presión. válvula o un tanque de inercia. Además, se puede inyectar gas en el sistema, y la inyección de gas puede reducir la densidad del fluido y proporcionar cierta compresibilidad para manejar cualquier fluctuación repentina.

Consejos para evitar el golpe de ariete

Evite válvulas de cierre rápido: Las válvulas manuales deben cerrarse lentamente, especialmente cuando las bombas aún están funcionando. Se deben evitar las válvulas solenoides de cierre rápido cuando no se instalen otras medidas mitigantes. Para fines domésticos, las válvulas de asiento inclinado o las válvulas de bola manuales que se cierran lentamente son válvulas excelentes para usar en sistemas de agua potable”.
Instalar tanques de expansión, torres de agua, tanques de compensación o acumuladores hidráulicos.: Estos sistemas capturan los aumentos repentinos de presión permitiendo la expansión del fluido y evitando el golpe de ariete.
Reducir la presión de funcionamiento: Muy a menudo no se necesita la presión de suministro principal a través de la red de tuberías. Reducir la presión localmente ayudará a evitar el golpe de ariete.
Instalar tuberías con clasificaciones de alta presión.: Esto no evita el golpe de ariete, pero protege contra daños a la tubería.
Procedimiento operativo del proceso: Los procedimientos de arranque y parada deben considerar los efectos del golpe de ariete.
Instalar válvulas de purga y válvulas de aire.: válvulas de aire ayudan a reducir las regiones de baja presión que impiden la aceleración del fluido. Las válvulas de purga permiten la descarga del exceso de presión en el flujo.