Paritian

Calor e Fluidos

Calculadora do Golpe de Ariete (Sobrepressão de Joukowsky)

Subida de pressão quando um escoamento é parado de repente numa conduta, a partir da variação de velocidade, da velocidade da onda de pressão e da densidade, com o tempo crítico de fecho.

Resultados

Sobrepressão (Joukowsky) 20,00 bar
Sobrepressão em altura de água 203,9 m
Tempo crítico de fecho 2L ÷ c 1,000 s
O golpe de ariete completo aplica-se? Sim — a válvula fecha dentro do tempo crítico, por isso a sobrepressão completa forma-se
Como varia
Sobrepressão (Joukowsky)Variação brusca da velocidade do escoamento 0,0 – 4,0. Sobrepressão (Joukowsky): 0 → 40Sobrepressão (Joukowsky)0102030400,01,02,03,04,0Variação brusca da velocidade do escoamento (m/s)

A linha tracejada marca o valor que escreveu.

O que faz esta ferramenta

Parar bruscamente a água em movimento envia uma onda de pressão ao longo da conduta: a equação de Joukowsky dá o seu valor, Δp = ρ·c·Δv, e numa conduta de aço com água, onde c ronda 1000 m/s, cada 1 m/s de velocidade travada acrescenta cerca de 10 bar. A velocidade da onda é menor em condutas de plástico, algumas centenas de m/s, e em condutas com muito ar. A onda demora 2L ÷ c a ir até ao fim da conduta e voltar; uma válvula que fecha em menos do que isso produz a sobrepressão completa, e um fecho mais lento dá menos, por isso fechar devagar é a proteção mais barata. O valor aqui é o limite máximo para uma conduta reta.

Fórmula

Δp = ρ × c × Δv (Joukowsky) · Δh = c × Δv ÷ g · critical closing time = 2L ÷ c

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
dvVariação brusca da velocidade do escoamentom/s
cVelocidade da onda de pressão na condutam/s
roDensidadekg/m³
lComprimento da conduta da válvula à primeira reflexãom
tcTempo de fecho da válvulas
DPSobrepressão (Joukowsky)bar
DHSobrepressão em altura de águam
TCTempo crítico de fecho 2L ÷ cs
CLO golpe de ariete completo aplica-se?—

Exemplo resolvido

  • Variação brusca da velocidade do escoamento2 m/s
  • Velocidade da onda de pressão na conduta1000 m/s
  • Densidade1000 kg/m³
  • Comprimento da conduta da válvula à primeira reflexão500 m
  • Tempo de fecho da válvula0,5 s
  • Sobrepressão (Joukowsky)20,00 bar
  • Sobrepressão em altura de água203,9 m
  • Tempo crítico de fecho 2L ÷ c1,000 s
  • O golpe de ariete completo aplica-se?Sim — a válvula fecha dentro do tempo crítico, por isso a sobrepressão completa forma-se

Limitações

  • O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.
  • Para trabalhos que tenham de cumprir uma norma ou ser assinados, confirme o resultado com o regulamento aplicável e peça a revisão de um engenheiro qualificado.