Calcolo del colpo d'ariete o sovrappressione di picco per impianti idrici-fluidici.

In tutti gli impianti idraulici, quando si manifestano brusche variazioni di velocità al fluido trasportato, vengono generate onde di pressione impulsive che si propagano all'interno della tubazione sottoponendo tutti i componenti attraversati a sollecitazioni aggiuntive.

La causa scatenante può essere la semplice chiusura di una valvola, l'avvio di una pompa o l'intervento di una valvola non ritorno.
La velocità con cui avviene la variazione di velocità del fluido influisce sull'entità del picco di pressione.

Per evitare danni all'impianto, é necessario dimensionare correttamente le tubazioni e i componenti in modo che possano resistere alle sollecitazioni impulsive che si verificano durante il funzionamento.

Input dati

Dati del fluido.

Selezione tipo di fluido

Dati manuali Acqua Acqua salata Benzina HYCOOL 45 Cherosene Glicole propilenico 42% Gasolio autot. (Cat.C DM1934) Olio diatermico ISO VG 32 Olio idraulico H-LP 32 Olio SAE 30

Peso specifico del fluido a 20°C

kg/l

Modulo di elasticità alla rinfusa

GPa

Dati della tubazione.

Selezione tipo di tubazione

Dati manuali Tubo in acciaio (dim. GAS) Tubo in acciaio (dim. UNI) Tubo in rame Tubo in plastica (PP) a 20 °C Tubo in plastica (PVC) a 20 gr C Tubo in plastica (PVDF) a 20 gr C Tubo in Rilsan a 20 gr C Tubo in Vetro

Modulo di elasticità del materiale

N/mm²

Selezione dimensioni tubazione

Dimensioni della tubazione scelta

Øe (mm)

Øi (mm)

Lunghezza della tubazione

m

Caratteristiche dell'impianto.

Tempo di intervento della valvola a fondo linea:

s

Velocità del fluido nella tubazione (v):

m/s

Valori di velocità più comunemente usati.

Pressione di lavoro:

kg/cm²

Sovrappressione massima.
L'andamento della sovrappressione di picco (Delta P) riferito al tempo di intervento delle valvole (v m/s) é visibile in questo grafico, al di sotto del tempo di fase (Tf) la sovrappressione non aumenta.
Il tempo di fase varia in relazione alla velocità di propagazione dell'onda d'urto che a sua volta é influenzato anche dalla temperatura del tubo e del fluido (variano i loro moduli di elasticità), in questo calcolo la temperatura considerata é 20°C.

Smorzatori.
Per ridurre i picchi é anche possibile installare degli smorzatori, detti anche ammortizzatori per colpi d'ariete, in commercio ne esistono di varie dimensioni, per gli impianti più grandi é anche possibile realizzarli, in questi casi vengono chiamati casse d'aria.