avaliações numéricas de chaminés de equilíbrio - ppgerha ...

2.6.4 Golpe de Aríete
Quando uma válvula próxima à unidade geradora ou o próprio distribuidor da
turbina se fecha rapidamente a vazão daquela seção é gradativamente reduzida até
zero. Com isto, o fluido mais próximo à válvula é freado e comprimido. Esta carga no
lado de montante da válvula aumenta devido à inércia da massa de água em
movimento e provoca uma flutuação de alta pressão, com a parede do conduto se
distendendo. Inicia-se o golpe de aríete.
A flutuação brusca de pressão, conhecida como golpe de aríete, se explica
devido à elasticidade da água, ou seja, a capacidade em comprimir-se,
compressibilidade.
De modo sucinto, tão logo a primeira camada da água é desacelerada
devido à um fechamento rápido de uma válvula a jusante, é comprimida o processo
se repete com a camada adjacente, e assim sucessivamente, propagando-se para
montante em toda a extensão do conduto até encontrar o reservatório sem
diminuição da velocidade (STREETER e WYLIE, 1982).
Uma vez encontrado o reservatório de montante, a onda do golpe de aríete
reflete de volta para a válvula. Isto ocorre por causa da inércia do reservatório ser
muito maior em relação à massa do escoamento no tubo, ocorrendo uma situação
de desequilíbrio refletindo-a segundo a lei da ação e reação.
Essa flutuação de pressão, que ocorre primeiramente contra o fluxo, atua de
modo a reduzir a velocidade do escoamento. A jusante da válvula ocorre o mesmo
fenômeno de reflexo, mas a onda que se cria é de baixa pressão, permitindo que a
parede do conduto se contraia. Se estas pressões negativas de jusante forem
menores que a pressão de vapor, o líquido se vaporizará parcialmente, ocorrendo o
fenômeno chamado de quebra de coluna de água.
A FIGURA 2.13 demonstra a sequência de eventos após um repentino
fechamento de uma válvula, desprezando-se o atrito.
34