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Calcolo della sovrappressione di picco
(colpo d'ariete) per circuiti oleodinamici.

Grafico picco di pressione e smorzamento.
  1. Legenda riferimenti al grafico:
  2. 1 - Tempo di intervento della valvola in chiusura.
  3. 2 - Picco di pressione massimo positivo a fondo linea.
  4. 3 - Pressione di lavoro del circuito (pressione statica).

Le sovrappressioni impulsive dette "colpi d'ariete" si manifestano quando il fluido all'interno di una tubazione o collettore viene frenato o accelerato bruscamente.

In base alla velocità di intervento della valvola, alle caratteristiche del fluido e della tubazione, si verifica un'onda di pressione che si propaga all'interno della tubazione stessa, sottoponendo tutti i componenti attraversati a sollecitazioni aggiuntive.

Gli impianti idraulici - oleodinamici, sia automatici che manuali, sono continuamente soggetti a questo fenomeno che và preso in considerazione in fase di progettazione per evitare rotture continue o usure precoci dei componenti interessati.

Input dati
Dati del fluido.

Selezione tipo di fluido

Peso specifico del fluido a 20°C

Attesa caratteristiche fluido

kg/l

Modulo di elasticità alla rinfusa

GPa

Dati della tubazione.

Dimensioni della tubazione

Attesa elenco tubi

Dimensioni tubazione scelta

Attesa dimensoni tubo

Øe (mm)

Øi (mm)

Selezione materiale tubazione

Carico di rottura materiale Rm

Attesa parametri materiale tubazione

N/mm2

Modulo di elasticità materiale E

N/mm2

Notizie sui parametri compresi nel fattore di sicurezza:

Il fattore di sicurezza globale 3.7 comprende:

  • Fattore di sicurezza di base (1.5) sul carico di rottura Rm.
  • Coefficiente di fatica per carichi impulsivi (1 000 000 di cicli).
  • Coefficiente per difformità dimensionali del 5%.
  • Nessun coefficiente di degrado (corrosione o usura).

Il fattore di sicurezza globale 4.2 comprende:

  • Fattore di sicurezza di base (1.5) sul carico di rottura Rm.
  • Coefficiente di fatica per carichi impulsivi (2 000 000 di cicli).
  • Coefficiente per difformità dimensionali del 10%.
  • Nessun coefficiente di degrado (corrosione o usura).

Fattore di sicurezza globale

x

Lunghezza della tubazione

m

Caratteristiche dell'impianto.

Tempo di intervento delle valvole:

s

Valori caratteristici per le elettrovalvole CETOP 3-5.

Valori caratteristici per le elettrovalvole CETOP 7-8-10.

Velocità del fluido nella tubazione (v):

m/s

Valori di velocità più comunemente usati nei circuiti oleodinamici.

Pressione massima del circuito:

kg/cm2

Pressione di taratura della valvola di massima pressione.

Attesa calcolo

Risultati di calcolo
Sovrappressione di picco (colpo d'ariete) kg/cm2
Pressione di picco kg/cm2
Velocità di propagazione onda d'urto (celerità) m/s
Periodo critico (tempo di fase) Tf s
Spessore parete del tubo scelto mm
Spessore minimo di parete richiesto per il tubo mm

Sovrappressione massima.
Grafico andamento pressione in base al tempo di fase. 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.

Pressione di picco.
La pressione di picco é la pressione massima di lavoro del circuito sommata alla sovrappressione di picco calcolata.

Riduzione dei picchi.
Per alcuni tipi di circuiti come ad esempio i collettori di mandata, é possibile ridurre i picchi di pressione aggiungendo degli smorzatori a molla per dissipare l'energia accumulata.

Informazioni
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Comunicazioni

Le applicazioni sui picchi di pressione.

Colpo d'ariete
specifico per impianti oleodinamici.
Colpo d'ariete
per impianti idrici - fluidici in generale.