5 dicas para a escolha do dispositivo atenuador do golpe de aríete em linhas de recalque

 

Válvula de alívio, TAU, TAB, volante, RHO... quando utilizar cada um deles?

 

Pergunta difícil... vai depender das condições dinâmicas e do perfil da linha de recalque.

 

Só esse último detalhe é suficiente para mostrar que, nesse assunto, cada caso é um caso!

 

Selecionei 5 casos típicos (na verdade, 6; só que, no primeiro deles, não é necessário dispositivo nenhum! Vou chamá-lo de caso zero).

 

Caso zero: sem proteção

 

As pressões máximas são inferiores às máximas suportadas pelo equipamento; as pressões mínimas são positivas

 

 

Na figura (a), o sistema está em regime permanente.

 

Na figura (b) são mostradas as envoltórias das cargas transitórias extremas (máximas e mínimas).

 

Na figura (c) é possível observar que o perfil da linha de recalque permaneceu abaixo da envoltória das cargas transitórias mínimas. Portanto, a pressão será sempre positiva em toda essa linha.

 

Na figura (d) é possível observar que a envoltória das cargas transitórias máximas permaneceu abaixo da linha das pressões máximas suportadas por essa linha. Portanto, sua integridade física está assegurada.

 

Assim sendo, não será necessário instalar dispositivo atenuador do golpe de aríete neste caso.

 

Caso 1: válvula de alívio

 

As pressões máximas são superiores às máximas suportadas pelo equipamento; as pressões mínimas são positivas

 

 

Na figura (a), o sistema está em regime permanente.

 

Na figura (b) são mostradas as envoltórias das cargas transitórias extremas (máximas e mínimas).

 

Na figura (c) é possível observar que o perfil da linha de recalque permaneceu abaixo da envoltória das cargas transitórias mínimas. Portanto, a pressão será sempre positiva em toda essa linha.

 

Na figura (d) é possível observar que a envoltória das cargas transitórias máximas ultrapassou, em trecho próximo à estação elevatória, a linha das pressões máximas suportadas por essa linha. Portanto, sua integridade física está ameaçada.

 

Assim sendo, será necessário instalar uma válvula de alívio para sua proteção. Ela será acionada quando certa pressão, igual ou inferior à máxima suportável, for atingida. Sua abertura será rápida e seu fechamento será lento. Veja o resultado na figura (e).

 

Caso 2: volante

 

A linha de recalque é curta e apresenta pontos intermediários com cotas elevadas; as pressões máximas são superiores às máximas suportadas pelo equipamento; e/ou: ocorrem pressões mínimas negativas.

 

 

Na figura (a), o sistema está em regime permanente.

 

Na figura (b) são mostradas as envoltórias das cargas transitórias extremas (máximas e mínimas).

 

Na figura (c) é possível observar que o perfil da linha de recalque foi cortado pela envoltória das cargas transitórias mínimas. Portanto, a pressão poderá se tornar negativa nesse trecho, ou se encher de ar a cada paralisação súbita do recalque. E/ou...

 

Na figura (d) é possível observar que a envoltória das cargas transitórias máximas ultrapassou, em trecho próximo à estação elevatória, a linha das pressões máximas suportadas por essa linha. Portanto, sua integridade física está ameaçada.

 

Em linhas de recalque curtas (o que é uma linha curta? Isto é outra história...), o volante poderá ser o dispositivo indicado. Ele aumenta a inércia do conjunto girante. Em consequência, a bomba levará mais tempo para deixar de girar e as cargas transitórias (máximas e mínimas) são atenuadas. Veja o resultado na figura (e).

 

Caso 3: TAU ou TAB

 

A linha de recalque apresenta pontos intermediários com cotas elevadas; as pressões máximas são superiores às máximas suportadas pelo equipamento; e/ou: ocorrem pressões mínimas negativas.

 

 

Na figura (a), o sistema está em regime permanente.

 

Na figura (b) são mostradas as envoltórias das cargas transitórias extremas (máximas e mínimas).

 

Na figura (c) é possível observar que o perfil da linha de recalque foi cortado pela envoltória das cargas transitórias mínimas. Portanto, a pressão poderá se tornar negativa nesse trecho, ou se encher de ar a cada paralisação súbita do recalque. E/ou...

 

Na figura (d) é possível observar que a envoltória das cargas transitórias máximas ultrapassou, em trecho próximo à estação elevatória, a linha das pressões máximas suportadas por essa linha. Portanto, sua integridade física está ameaçada.

 

A instalação de um TAU ou TAB no ponto indicado limitou a redução das cargas transitórias mínimas. Essa limitação implicou também na redução das cargas transitórias máximas. Assim sendo, todos os problemas foram resolvidos. Veja o resultado na figura (e).

 

Caso 4: divisão da linha de recalque

 

A linha de recalque apresenta pontos intermediários com cotas muito elevadas; as pressões máximas são superiores às máximas suportadas pelo equipamento; e/ou: ocorrem pressões mínimas negativas.

 

Na figura (a), o sistema está em regime permanente.

 

Na figura (b) são mostradas as envoltórias das cargas transitórias extremas (máximas e mínimas).

 

Na figura (c) é possível observar que o perfil da linha de recalque foi cortado profundamente pela envoltória das cargas transitórias mínimas. Portanto, poderá ocorrer o vácuo absoluto nesse trecho. E/ou...

 

Na figura (d) é possível observar que a envoltória das cargas transitórias máximas ultrapassou, em trecho próximo à estação elevatória, a linha das pressões máximas suportadas por essa linha. Portanto, sua integridade física está ameaçada.

 

Este cenário sugere que o trecho em recalque seja dividido em dois, por uma câmara de transição. Com isto, apenas o trecho de montante funcionará como recalque. O trecho de jusante funcionará por gravidade. Veja o resultado na figura (e).

 

Caso 5: Reservatório hidropneumático

 

A linha de recalque apresenta muitos pontos intermediários com cotas elevadas; as pressões máximas são superiores às máximas suportadas pelo equipamento; e/ou: as pressões mínimas são negativas, ocorrendo separação da coluna líquida.

 

 

Na figura (a), o sistema está em regime permanente.

 

Na figura (b) são mostradas as envoltórias das cargas transitórias extremas (máximas e mínimas).

 

Na figura (c) é possível observar que o perfil da linha de recalque foi cortado profundamente pela envoltória das cargas transitórias mínimas em diversos pontos. Portanto, poderá ocorrer o vácuo absoluto nesses trechos. E/ou...

 

Na figura (d) é possível observar que a envoltória das cargas transitórias máximas ultrapassou, em trecho próximo à estação elevatória, a linha das pressões máximas suportadas por essa linha. Portanto, sua integridade física está ameaçada.

 

Este cenário sugere que a linha de recalque seja protegida por um reservatório hidropneumático. Com isto, as oscilações das cargas transitórias serão atenuadas ao longo de toda sua extensão. Veja o resultado na figura (e).

 

Quer otimizar seus cálculos hidráulicos?

Se você é engenheiro ou profissional da área e busca otimizar seus cálculos hidráulicos relacionados a poços profundos e demais aplicações, o Voima Toolbox é a ferramenta que você precisa! Com soluções avançadas e uma interface amigável, tenha um boost de eficiência em seus projetos.

 

Acesse agora Voima Toolbox e descubra como podemos te auxiliar em suas demandas hidráulicas. Transforme desafios em soluções e garanta o sucesso de seus projetos com a gente!