Golpe de Aríete: O Mecanismo

Golpe de Aríete causado por condensado em alta velocidade

A perda de calor radiante faz com que o condensado se forme dentro da tubulação de transporte de vapor. O vapor que flui em alta velocidade dentro dessas tubulações leva este condensado adiante e provoca ondulações. A partir dessa turbulência, pesadas porções de condensado começam a se formar gradualmente e são transportadas junto com o vapor. Isso é semelhante às altas ondas formadas por ventos muito fortes.

Nesse caso, o golpe de aríete ocorre quando essas pesadas porções de condensado colidem com uma curva ou válvula ao passarem pelas tubulações.

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Golpe de Aríete causado pela condensação súbita de vapor

Quando o vapor perde seu calor, transforma-se em condensado, cujo volume específico é mais de 1000 vezes menor do que o do vapor. Então, quando o vapor entra em contato com o condensado mais frio e se condensa, seu volume é instantaneamente reduzido a quase nada.

Durante o processo de condensação, o espaço ocupado pelo vapor momentaneamente torna-se um vácuo e o condensado no interior das tubulações direciona-se a esse vácuo. Essa é a segunda forma de golpe de aríete, que ocorre quando essas paredes emergentes de condensado colidem entre si.

Em suma, é perigoso para as tubulações conter uma mistura de condensado frio e vapor. Essa é a norma, entretanto, em tubulações de recuperação de condensado e sistemas similares, que torna esta forma de golpe de aríete difícil de ser solucionada.

Note que este tipo de golpe de aríete não se limita a sistemas de recuperação de condensado, mas também ocorre em linhas de distribuição de vapor e em equipamentos que utilizam vapor.

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Impactos potentes podem ocorrer em ambos os tipos de golpe de aríete acima mencionados, no entanto, esses impactos ocorrem com frequência muito maior no segundo caso.

Como a temperatura do condensado afeta o golpe de aríete?

Antes, acreditava-se que quanto menor a temperatura do condensado, maior seria o golpe de aríete resultante. No entanto, experimentos realizados na TLV revelaram um fato surpreendente. Foi descoberto que os impactos mais graves do golpe de aríete ocorrem quando o condensado está a uma temperatura ligeiramente mais baixa do que a do vapor.

Mais especificamente, a uma temperatura de vapor de 100 °C, verificou-se que o condensado entre 70°C e 80°C causou um golpe de aríete em uma escala maior do que o condensado entre 50°C e 60°C.

Na verdade, o impacto causado por golpe de aríete pode ser matematicamente calculado, e os resultados de tais cálculos mostram uma forte relação entre a intensidade do golpe de aríete e o volume do vapor em condensação (= chamado de “bolsões de vapor”).

Dê uma olhada mais atenta no gráfico, três zonas de temperaturas de condensação podem ser identificados:

  • No lado esquerdo do gráfico, o vapor entra em contato com o condensado frio e condensa imediatamente. Neste caso, a condensação ocorre na escala de bolhas de vapor pequenas e grandes “bolsões de vapor ‘, portanto, desta forma ocorre pequenos golpes de aríete.
  • A seção do meio é de maior preocupação. Devido à diferença de temperatura relativamente pequena de 20-30 ° C entre o condensado e vapor, o vapor não condensa tudo de uma vez, mas gradualmente. Como o processo de condensação ocorre lentamente, vai chegar ao ponto onde de repente todo vapor se condensa. O atraso entre o momento em que o vapor entra em contato com o condensado e o tempo que de repente se condensa é o que permite a formação de bolsões maior de vapor, portanto o golpe de aríete é maior.
  • No lado direito do gráfico, o vapor entra em contato com o condensado na mesma temperatura. Neste caso, não condensa instantaneamente, portanto o golpe de aríete não ocorre. Isso pode ser confirmado pelo fato de que o golpe de aríete não aparecerá na saída de um purgador de vapor onde o condensado saturado coexiste com o vapor flash à mesma temperatura.

Sabemos que o condensado entre 70 º C e 80 º C provoca um aumento no tamanho dos “bolsões de vapor” , e com isto, o golpe de aríete mais severo. Então, o que desencadeia o processo? Descubra na golpe de aríete: Causa e Localização.