Engenheiro mecanico

Universidade Federal do ABC
BC1317 Fenômenos Ondulatórios Prof. Dr. Marcelo Leigui 3 Quadrimestre - 2011 Noturno o O Fenômeno do Golpe de Aríete
Rafael Pinheiro Machado
1. Introdução
Fonte: Cópia da pintura de Knight, Charles: "Old England: A Pictorial Museum" (1845).

O Golpe de aríete é um fenômeno comum em situações onde há escoamento transitório no interior de um conduto forçado, que é caracterizado pela dependência de suas variáveis (pressão e velocidade, ou carga e vazão) em relação ao tempo. Em hidráulica, um transitório hidráulico em conduto forçado caracteriza-se pela ocorrência de ondas de pressão que são propagadas ao longo da tubulação sempre que, por algum motivo, o escoamento sofra (i) aceleração ou (ii) desaceleração. Tomando a segunda lei de Newton ( ), é direto o entendimento de que uma variação da aceleração da massa de fluido provocará o surgimento de variação de pressão. As ondas de pressão então propagam-se ao longo da tubulação, sofrendo reflexões nas extremidades, sofrendo mudanças de amplitudes (de positivas para negativas), perdendo a intensidade na medida em que a energia é dissipada. Portanto, define-se como golpe de aríete a variação brusca de pressão, acima ou abaixo do valor normal de 1 funcionamento, devido a mudanças "bruscas" da velocidade da água. As causas principais deste fenômeno são as manobras instantâneas das válvulas. Este fenômeno, além de provocar ruídos altos, semelhantes a marteladas em metal, pode também provocar o rompimento de tubulações e danificar instalações (Figura 1-1). Figura 1-1 - Danos causados por golpe de aríete em juntas de expansão em linhas de recalque.
Fonte: Wikipedia, disponível em http://en.wikipedia.org/ wiki/File:Blown_expansion_ joint.jpg

Figura 1-2 - Gravura demonstrando o uso de um aríete para golpear os portões de um castelo medieval (Título original: Attack on the Walls of a besieged Tower (shows a battering ram)).

2.

Descrição do fenômeno

A tubulação (Figura 2-1) é