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1 Golpe de Aríete – Transiente Hidráulico Mecânica dos Fluidos Consequência do Golpe de aríete Mecânica dos Fluidos 2 Mecânica dos Fluidos O golpe de aríete é um fenômeno que ocorre nas instalações hidráulicas quando a água, ao descer com velocidade elevada pela tubulação, for bruscamente interrompida, ficando os equipamentos sujeitos a golpes de elevada intensidade (grande pressão). O transientes mecânicos podem provocar danos à instalação; Mecânica dos Fluidos Em caso de fechamento rápido de um registro, a quantidade de movimento poderá converte-se em trabalho. Assim a pressão interna da tubulação pode aumentar. 3 Mecânica dos Fluidos Se t = 0, fechamento instantâneo, e ainda, a água sendo incompressível e a canalização inelástica, a sobre pressão teria um valor infinito. Na realidade, o fechamento sempre leva algum tempo, por menor que seja, e a energia se transforma em esforços de compressão da deformação das paredes da tubulação. Mecânica dos Fluidos CELERIDADE A velocidade de propagação da onda pode ser calculada pela Equação de Allievi. 4 Mecânica dos Fluidos Material E (GPa) Aço 200 Concreto 30 Cobre 110 Alumínio 69 Polímeros 3 Mecânica dos Fluidos Material E (GPa) k Aço 200 0,05 Concreto 30 0,333333 Cobre 110 0,090909 Alumínio 69 0,144928 Polímeros 3 3,333333 5 Mecânica dos Fluidos Mecânica dos Fluidos A celeridade velocidade geralmente é de 1000 m/s algumas vezes chega a um terço de um valor. Tabela – Valores de celeridade, C. 6 Mecânica dos Fluidos Fechamento rápido – Cálculo da sobrepressão máxima Mecânica dos Fluidos 7 Fechamento lento – Cálculo da sobrepressão máxima Mecânica dos Fluidos Mecânica dos Fluidos Fase ou período da canalização É o tempo que a onda de sobre-pressão leva para ir e voltar de uma extremidade a outra da canalização. 8 Mecânica dos Fluidos FASE Mecânica dos Fluidos Exercício – Uma tubulação de aço com 27’’ de diâmetro (700 mm), e = ¼”, L = 250 m, v = 3,60 m/s, t = 2,1 s, carga de H = 50 m, relação D/e = 108, celeridade C = 980 m/s. Calcule a fase e a sobre- pressão máxima, tanto para fechamento rápido como para fechamento lento e compare os resultados. 9 Mecânica dos Fluidos FASE 1 - Fechamento rápido Mecânica dos Fluidos 2 - Fechamento lento 10 Mecânica dos Fluidos Mecânica dos Fluidos Minimização do Golpe de Aríete e seus Efeitos � Fechamento lento de válvulas e registros; � Preferir tubos com paredes mais espessas; � Emprego de válvulas ou dispositivos especiais, como por exemplo, válvulas Blondelet. 11 Válvulas Anti- Golpe de Aríete Mecânica dos Fluidos Mecânica dos Fluidos