Què és el martell d'aigua?
El cop d'ariet es produeix quan hi ha una fallada sobtada de corrent o quan la vàlvula es tanca massa ràpid, a causa de la inèrcia del flux d'aigua a pressió, es genera una ona de xoc del flux d'aigua, igual que un martell colpejant, per això s'anomena cop d'ariet. La força generada per les ones de xoc d'anada i tornada del flux d'aigua, de vegades tan gran, pot danyar vàlvules i bombes.
Quan una vàlvula oberta es tanca sobtadament, l'aigua flueix contra la vàlvula i la paret de la canonada, creant una pressió. A causa de la paret llisa de la canonada, el flux d'aigua posterior arriba ràpidament al màxim sota l'acció de la inèrcia i produeix danys. Això és l'"efecte cop d'ariet" en mecànica de fluids, és a dir, cop d'ariet positiu. Aquest factor s'ha de tenir en compte en la construcció de canonades de subministrament d'aigua.
Al contrari, després que la vàlvula tancada s'obri sobtadament, també produirà un cop d'ariet, que s'anomena cop d'ariet negatiu. També té un cert poder destructiu, però no és tan gran com l'anterior. Quan la unitat de bomba d'aigua elèctrica perd energia o s'engega sobtadament, també provocarà un xoc de pressió i un efecte de cop d'ariet. L'ona de xoc d'aquesta pressió es propaga al llarg de la canonada, cosa que pot conduir fàcilment a una sobrepressió local de la canonada, provocant la ruptura de la canonada i danys a l'equip. Per tant, la protecció contra l'efecte del cop d'ariet s'ha convertit en una de les tecnologies clau en l'enginyeria del subministrament d'aigua.
Condicions per al cop d'ariet
1. La vàlvula s'obre o es tanca de sobte;
2. La unitat de la bomba d'aigua s'atura o s'engega de sobte;
3. Subministrament d'aigua per una sola canonada a llocs elevats (la diferència d'alçada del terreny del subministrament d'aigua supera els 20 metres);
4. L'alçada total (o pressió de treball) de la bomba és gran;
5. La velocitat de l'aigua a la canonada és massa gran;
6. La canonada d'aigua és massa llarga i el terreny canvia molt.
Els perills del cop d'aigua
L'augment de pressió causat pel cop d'ariet pot arribar a diverses vegades o fins i tot desenes de vegades la pressió normal de treball de la canonada. Aquestes grans fluctuacions de pressió causen danys al sistema de canonades principalment de la manera següent:
1. Provoca una forta vibració de la canonada i la desconnexió de la junta de la canonada;
2. La vàlvula està danyada i la pressió greu és massa alta per fer que la canonada esclati i la pressió de la xarxa de subministrament d'aigua es redueix;
3. Al contrari, si la pressió és massa baixa, la canonada es col·lapsarà i la vàlvula i les peces de fixació es faran malbé;
4. Provocar que la bomba d'aigua inverteixi el gir, danyar l'equip o les canonades de la sala de bombes, causar greument la submergiment de la sala de bombes, causar víctimes personals i altres accidents greus, i afectar la producció i la vida útil.
Mesures de protecció per eliminar o mitigar el cop d'ariet
Hi ha moltes mesures de protecció contra el cop d'ariet, però cal prendre mesures diferents segons les possibles causes del cop d'ariet.
1. Reduir el cabal de la canonada d'aigua pot reduir la pressió del cop d'ariet fins a cert punt, però augmentarà el diàmetre de la canonada d'aigua i augmentarà la inversió del projecte. En dissenyar canonades d'aigua, cal tenir en compte evitar sotracs o canvis dràstics de pendent. La mida del cop d'ariet quan la bomba està aturada està principalment relacionada amb el capçal geomètric de la sala de bombes. Com més alt sigui el capçal geomètric, més gran serà el cop d'ariet quan la bomba està aturada. Per tant, s'ha de seleccionar un capçal de bomba raonable segons les condicions locals reals. Després d'aturar la bomba en un accident, espereu fins que la canonada darrere de la vàlvula de retenció estigui plena d'aigua abans d'engegar la bomba. No obriu completament la vàlvula de sortida de la bomba d'aigua en engegar la bomba, ja que en cas contrari hi haurà un gran impacte d'aigua. La majoria dels accidents importants amb cop d'ariet en moltes estacions de bombament es produeixen en aquestes circumstàncies.
2. Configureu el dispositiu d'eliminació del cop d'ariet
(1) Ús de tecnologia de control de pressió constant:
Com que la pressió de la xarxa de canonades de subministrament d'aigua canvia contínuament amb el canvi de les condicions de treball, sovint es produeix una baixa pressió o una sobrepressió durant el funcionament del sistema, que és propensa a cops d'ariet, cosa que provoca danys a les canonades i als equips. S'adopta un sistema de control automàtic per controlar la pressió de la xarxa de canonades. La detecció, el control de retroalimentació de l'arrencada, l'aturada i l'ajust de la velocitat de la bomba d'aigua, controla el cabal i després manté la pressió a un nivell determinat. La pressió de subministrament d'aigua de la bomba es pot ajustar controlant el microordinador per mantenir un subministrament d'aigua a pressió constant i evitar fluctuacions excessives de pressió. Es redueix la possibilitat de cops d'ariet.
(2) Instal·leu l'eliminador de cops d'ariet
Aquest equip evita principalment els cops d'ariet quan la bomba està aturada. Generalment s'instal·la a prop del tub de sortida de la bomba d'aigua. Utilitza la pressió del propi tub com a energia per aconseguir una acció automàtica de baixa pressió, és a dir, quan la pressió al tub és inferior al valor de protecció establert, el desguàs s'obrirà automàticament i descarregarà aigua. Alleujament de pressió per equilibrar la pressió de les canonades locals i evitar l'impacte del cop d'ariet sobre els equips i les canonades. Generalment, els eliminadors es poden dividir en dos tipus: mecànics i hidràulics. Reinici.
3) Instal·leu una vàlvula de retenció de tancament lent al tub de sortida de la bomba d'aigua de gran calibre
Pot eliminar eficaçment el cop d'ariet quan la bomba està aturada, però com que hi ha una certa quantitat de reflux d'aigua quan s'acciona la vàlvula, el pou d'aspiració ha de tenir un tub de sobreeiximent. Hi ha dos tipus de vàlvules de retenció de tancament lent: tipus martell i tipus emmagatzematge d'energia. Aquest tipus de vàlvula pot ajustar el temps de tancament de la vàlvula dins d'un cert rang segons les necessitats. Generalment, del 70% al 80% de la vàlvula es tanca en 3 a 7 s després de la fallada de corrent, i el temps de tancament del 20% al 30% restant s'ajusta segons les condicions de la bomba d'aigua i la canonada, generalment en el rang de 10 a 30 s. Val la pena assenyalar que la vàlvula de retenció de tancament lent és molt eficaç quan hi ha una protuberància a la canonada per superar el cop d'ariet.
(4) Instal·lar una torre de sobretensió unidireccional
Es construeix a prop de l'estació de bombament o en una ubicació adequada de la canonada, i l'alçada de la torre de compensació unidireccional és inferior a la pressió de la canonada. Quan la pressió a la canonada és inferior al nivell d'aigua a la torre, la torre de compensació subministrarà aigua a la canonada per evitar que es trenqui la columna d'aigua i evitar els cops d'ariet. Tanmateix, el seu efecte despressuritzador sobre els cops d'ariet que no siguin els cops d'ariet per aturar la bomba, com ara els cops d'ariet per tancar la vàlvula, és limitat. A més, el rendiment de la vàlvula unidireccional utilitzada a la torre de compensació unidireccional ha de ser absolutament fiable. Si la vàlvula falla, pot provocar accidents greus.
(5) Instal·leu una canonada de bypass (vàlvula) a l'estació de bombament
Quan el sistema de bombament funciona normalment, la vàlvula de retenció es tanca perquè la pressió de l'aigua al costat de l'aigua a pressió de la bomba és més alta que la pressió de l'aigua al costat d'aspiració. Quan una fallada de corrent atura la bomba sobtadament, la pressió a la sortida de l'estació de bombament disminueix bruscament, mentre que la pressió al costat d'aspiració augmenta bruscament. Sota aquesta pressió diferencial, l'aigua a alta pressió transitòria a la canonada principal d'aspiració d'aigua és l'aigua a baixa pressió transitòria que empeny la placa de la vàlvula de retenció i flueix cap a la canonada principal d'aigua a pressió, i augmenta la baixa pressió de l'aigua allà; d'altra banda, la bomba d'aigua també redueix l'augment del cop d'ariet al costat d'aspiració. D'aquesta manera, es controla la pujada i baixada del cop d'ariet a banda i banda de l'estació de bombament, reduint i evitant així eficaçment els riscos de cop d'ariet.
(6) Configureu la vàlvula antiretorn multietapa
En una canonada d'aigua més llarga, afegiu una o més vàlvules de retenció, dividiu la canonada d'aigua en diverses seccions i col·loqueu una vàlvula de retenció a cada secció. Quan l'aigua de la canonada d'aigua retrocedeix durant el procés de cop d'ariet, les vàlvules de retenció es tanquen una rere l'altra per dividir el flux de retroflux en diverses seccions. Com que el cap hidrostàtic a cada secció de la canonada d'aigua (o secció de flux de retroflux) és força petit, el flux d'aigua es redueix. Augment del cop d'ariet. Aquesta mesura de protecció es pot utilitzar eficaçment en situacions on la diferència geomètrica d'alçada del subministrament d'aigua és gran; però no pot eliminar la possibilitat de separació de la columna d'aigua. El seu major desavantatge és: el consum d'energia de la bomba d'aigua augmenta durant el funcionament normal i el cost del subministrament d'aigua augmenta.
(7) Els dispositius automàtics d'escapament i subministrament d'aire s'instal·len al punt més alt de la canonada per reduir l'impacte del cop d'ariet a la canonada.
Data de publicació: 23 de novembre de 2022