Golpe de Ariete

CSAR CAVALCANTI

EDUARDA CARVALHO

FABRCIO REIS MOTA

FERREIRA

DAVID MADEIRA

FELIPE LIMA

GOLPE DE ARETE - DEFINIO

So as variaes de presso decorrentes de variaes da vazo, causadas por alguma perturbao, voluntria ou involuntria, que se imponha ao fluxo de lquidos em condutos, tais como operaes de abertura ou fechamento de vlvulas, falhas mecnicas de dispositivos de proteo e controle, parada de turbinas hidrulicas e ainda de bombas causadas por queda de energia no motor.Com o a industrializao no fim do sculo XIX, as cidades passam por transformaes, intensificadas pelo processo de migrao campo-cidade, crescimento que acarretou problemas urbanos.

Isto quer dizer que o golpe de arete ocorre quando se aumenta ou diminui a vazo, porm de uma maneira suficientemente rpida para que as foras elsticas do lquido e do conduto sejam mobilizadas, dando origem a ondas de presso que se propagam ao longo do conduto.

EQUAES:

Celeridade

PARA CONDUTOS DE PAREDES FINAS (D 25E):

ancorados num s extremo:

ancorados contra qualquer movimento axial:

com juntas de dilatao freqentes: C(1) = 1

PARA CONDUTOS DE PAREDES ESPESSAS (D < 25E)

ancorados num s extremo:



As sobrepresses podem provocar, em casos extremos, a ruptura de tubulaes se no forem dimensionados com critrios de segurana adequados.

As depresses (presses negativas) podem suscitar bolsas de cavitao, colapso de tubos devido a vcuo.Tal situao tem efeitos perniciosos nos condutos, vlvulas, bombas, e outros dispositivos de manobra e proteo.

GOLPE DE ARETE - CONSEQNCIAS

Situao 1 - Vlvula fechada:

Temos apenas a presso esttica da rede(presso normal).

GOLPE DE ARETE EXEMPLO POR GRAVIDADE

Situao 2 - Vlvula aberta:

A gua comea a descer, aumentando gradativamente sua

velocidade dentro do tubo. A presso contra as paredes se

reduz ao mximo.

GOLPE DE ARETE - EXEMPLO

Situao 3 - Fechamento rpido da vlvula:

Ocorre interrupo brusca da gua, causando violento impacto

sobre a vlvula e demais equipamentos, alm de vibraes e

fortes presses na tubulao.

GOLPE DE ARETE - EXEMPLO

Artigo exemplo:

ANLISE DE TRANSIENTES DEVIDO A FECHAMENTO RPIDO DE VLVULAS EM DUTOS CURTOS.

LUS FERNANDO GONALVES PIRES

PUC RJ

GOLPE DE ARETE EXEMPLO POR BOMBEAMENTO

Ocorre em funo da parada de bombas, resultando, portanto,

na

variao da vazo.

Exemplo na construo civil:

Obra Diamond (Alto do

Itaigara)

Os dispositivos de proteo contra o golpe de arete devem ter por efeito limitar os valores da sobrepresso e da

depresso. Alguns dispositivos utilizados para este fim so:

Volantes de Inrcia

Atuam na proteo contra as depresses, devido influncia do tempo de parada no golpe de arete.

Ao se incorporar um volante ao grupo motobomba, sua inrcia retardar a perda de rotaes, aumentando o tempo de parada do

conjunto e, conseqentemente, diminuir a intensidade do golpe.

GOLPE DE ARETE DISPOSITIVOS DE PROTEO

Ventosas

So dispositivos que atuam na proteo contra as depresses, uma vez que permitem a entrada de ar na tubulao atravs de um orifcio localizado na parte superior da ventosa, limitando o valor da depresso ao da presso atmosfrica.

Reservatrios unidirecionais

Os reservatrios unidirecionais, inventado pelo engenheiro hidrulico americano John Parmakian, tambm so dispositivos que atuam na proteo contra as depresses, pois alimentam a linha de recalque quando a carga piezomtrica atingir valores inferiores ao do nvel da gua neste reservatrio, evitando, desta forma, que a linha piezomtrica cause vcuo na linha.


By-pass

Tambm um dispositivo que atua na proteo contra as depresses. Seu funcionamento idntico ao do reservatrio unidirecional, com a diferena apenas de que a referncia ser o nvel da gua do reservatrio de alimentao da bomba, isto , atuar quando a carga piezomtrica na tubulao de recalque atingir valores inferiores ao do nvel do reservatrio de alimentao da bomba.

Chamins de equilbrio

So dispositivos que atuam, ao mesmo tempo, na proteo contra as depresses e contra as sobrepresses, visto que possibilitam a oscilao em massa da gua entre a chamin e o reservatrio de descarga, evitando-se, neste trecho, a ocorrncia de variaes elevadas de presses.


Reservatrios hidropneumticos

Assim como as chamins de equilbrio, so tambm dispositivos que atuam, ao mesmo tempo, na proteo contra as depresses e contra as sobrepresses, pois so recipientes fechados que contm ar (ou gs) e gua, e por isto, possibilitam a oscilao da massa de gua entre este recipiente e o reservatrio de descarga, com amortecimento, devido ao ar (ou gs), evitando que ocorra neste trecho, variaes elevadas de presses.

Vlvulas de alvio

So dispositivos que atuam na proteo contra as sobrepresses, pois, atravs de mecanismos de regulagem, abrem-se quando a presso excede a valores pr-fixados, permitindo a sada de uma quantidade de gua at que a presso caia abaixo do valor estabelecido, quando, ento, fecham-se imediatamente. Desta forma, controlam o excesso de presso, mantendo a presso estabilizada.


Vlvulas de reteno

Por servirem para impedir a inverso do fluxo num conduto, atuam na proteo contra as sobrepresses. Um tipo muito comum de

vlvula de reteno o de portinhola, a qual se move por um

mecanismo de rotao em torno de um eixo horizontal situado em

sua parte superior. H, no entanto, outros tipos de vlvulas de

reteno, onde se incluem as de alta tecnologia, cuja concepo

permite que o fechamento seja lento e acabe um pouco antes da

inverso, com o propsito de minorar a sobrepresso.



Com os recursos de processamento por computador atualmente

existentes, o mtodo considerado como o mais potente e verstil

para a anlise e resoluo de problemas de golpe de arete, o

mtodos das caractersticas. No Brasil este mtodo recomendado

para esta finalidade pela ABNT - Associao Brasileira de Normas

Tcnicas, atravs da NBR-12215/1992, na elaborao de projetos

de sistemas de aduo de gua.

A adoo de dispositivos de proteo, como os aqui comentados, ou outros dispositivos controladores de fluxo e

presso, juntamente com os procedimentos operacionais,

geralmente podem constituir meios de manter os efeitos dos

transientes dentro de limites satisfatrios. Em algumas

situaes pode tambm se tornar interessante a combinao

desses dispositivos.

GOLPE DE ARETE COMENTRIOS FINAIS

Almeida, A. B., "Manual de Proteco Contra o Golpe de Arete", LNEC, Lisboa, 1982.

Camargo, L. A. - "O golpe de arete em condutos. Anlise pelo mtodo das caractersticas" - Tubos e Conexes Tigre, Joinville, 1989.

Camargo, L. A. - "O Golpe de Arete em Tubulaes de Recalque. Anlise Simplificada" - Tubos e Conexes Tigre, Joinville, 1989.

Castillo, U. M. - "Teoria del Golpe de Ariete y sus Aplicaciones en Ingeniera Hidrulica" - Limusa, Mexico, 1987.

Koelle, E. - "Transientes Hidrulicos. Fatos e Erros ou Erros de Fato" - 14 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitria e Ambiental da ABES, So

Paulo, 1987.

Martins, R. M., "Curso Transientes Hidrulicos - Notas de Aula", ABES, Florianpolis, 1988.

Fernandes et. al. Manual de Hidrulica Azevedo Neto. Cap. 12, pg.325-332.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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Golpe de Ariete