cop d’ariet

m
Física

Valor del cop d’ariet per a un tancament lineal ( H : salt net; Δ H : sobrepressió; V sub0: velocitat a la canonada, corresponent al cabal màxim; t sub0: temps de tancament des de l’obertura màxima; V i t : valors corresponents a una obertura intermèdia; L : llargada de la canonada; a : velocitat de propagació de les ones; g : acceleració del camp gravitatori

© fototeca.cat

Fenomen que es produeix en les conduccions on circula un fluid (especialment un líquid), quan hom fa variar l’estat d’obertura d’un òrgan que hi és intercalat (una vàlvula, el distribuïdor d’una turbina, etc).

Si aquesta variació és un tancament, es produeix, vora l’òrgan de comandament, una sobrepressió; si és una obertura, s’hi produeix una depressió. Físicament, aquestes variacions de pressió són directament relacionades amb la compressibilitat del fluid i amb la capacitat de dilatació de les parets que el condueixen. Aquesta sobrepressió, localitzada en una zona del conducte, crea un estat de desequilibri que origina la propagació de la mateixa sobrepressió al llarg de la canonada, acompanyada d’una disminució de la pressió allà on la sobrepressió s’havia produït; es produeix, per tant, una oscil·lació de la pressió entorn del valor inicial, que també es va transmetent per la canonada i es reflecteix a la seva entrada. El cop d’ariet és, per tant, un fenomen ondulatori. La velocitat de propagació d’aquestes ones de sobrepressió i depressió depèn del material que constitueix el conducte, i és tant més elevada com més rígid és aquest. Per a canonades de planxa d’acer, aquesta velocitat és de l’ordre de 1 000 m/s. A les instal·lacions hidroelèctriques, cal tenir present el valor del cop d’ariet a l’hora de triar el gruix de la canonada d’alimentació de la turbina, puix cal que la sobrepressió no doni lloc a una fatiga massa elevada del material de la canonada. Cal que el cop d’ariet no atenyi valors massa alts per no haver de reforçar excessivament la canonada, amb l’encariment que això representa i, també, per la pertorbació que pot ocasionar a les maniobres del regulador, puix que una maniobra de tancament, que hauria de repercutir fent disminuir la potència del grup, pot provocar momentàniament un augment de potència. Per a limitar el cop d’ariet hom pot recórrer a augmentar el temps de tancament, a dispositius especials antiariet , o a escurçar la canonada, disposant una superfície lliure relativament a prop de l’òrgan d’admissió ( xemeneia d’equilibri ).