6.3. COLPI DI ARIETE

I fluidi incomprimibili presentano un determinato comportamento elastico. In questo modo si arresta la circolazione

del fluido (brusca chiusura di un elemento, p.e. valvola) e parte del fluido si scontra con l’elemento che si chiude

riducendo la sua velocità a zero. Allo stesso tempo, la “parte previa” del fluido segue in movimento e si scontra con

la parte “ferma” facilitando la sovrapressione che tende a “comprimere” il fluido ed a “tensionare” le pareti delle

tubazioni. Questa circostanza fa si che il fluido circoli nella direzione contraria alla sovrapressione e allo stesso tempo

genera una depressione nella zona della valvola.

Questa sovrapressione si può trasformare in una onda di pressione che raggiungerà l’altra estremità della tubazione.

Se l’energia non si disperde (p.e. in un deposito a pressione atmosferica) si rifletterà e tenderà a perdere la sua energia

pressando il fluido e dilatando la tubazione.

Questo fenomeno si manifesterà sempre che il tempo di chiusura della valvola sia inferiore al tempo di prolungamento

delle onde di scontro (dalla valvola fino all’imboccatura della tubazione e ritorno di nuovo verso la valvola). Tale

fenomeno può essere molto pericoloso dal momento che può aumentare fino a 100 volte la pressione della tubazione.

Possibilità del colpo di ariete

Essendo Tp il tempo di propagazione dell’onda (s) e Tc il tempo di chiusura della valvola (s), si può verificare:

Tc � Tp: equivale ad una chiusura istantanea dal momento che il tempo del percorso di andata e ritorno è superiore

a quello di chiusura. Si verificherà il Colpo di Ariete.

Tc > Tp: non si verificherà il Colpo di Ariete dal momento che l’onda di pressione tornerà alla valvolva senza che

quest’ultima rimanga totalmente chiusa.

Calcolo dell’aumento della pressione (ΔP) prodotto dal colpo di ariete

L’aumento della pressione si calcola come:

�P = ρc�V

�P = variazione della pressione (Pa)

�V = variazione della velocità di circolazione del fluido come

conseguenza della chiusura della valvola (m/s)

c = velocità dell’onda di pressione (m/s)

ρ = densità del fluido (kg/m

3

)

essendo

e

c = S

1

Es

ρ [1 + (Es/E) + (d/e)]

con

Es = modulo di elettricità volumetrico (Pa) del fluido

E = modulo Young del materiale della tubazione (Pa)

d,e = diametro e spessore della tubazione (mm)

Tp = 2L/c

con

L = Longitudine della tubazione (m)

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