Subcapitolul 1 - 1.1 Ecuaţii generale - Normativ din 2012 privind calculul loviturii de berbec la conductele pentru transportul apei - Indicativ NP 128:2011

M.Of. 129 bis

În vigoare
Versiune de la: 23 Martie 2012
SUBCAPITOLUL 1:1.1 Ecuaţii generale
(1)Regimul nepermanent de mişcare a fluidelor constituie un caz frecvent în funcţionarea instalaţiilor hidraulice care transportă lichide sub presiune. El apare ori de câte ori se schimbă regimul de mişcare, adică ori de câte ori au loc modificări ale condiţiilor la limită ale curgerii, cum ar fi închiderea sau deschiderea unei vane, oprirea sau pornirea pompelor, eliminarea aerului, spargerea unei conducte, etcetera.
(2)Regimul nepermanent poate introduce solicitări importante ale sistemului. La mişcarea lichidelor în conducte, pot apărea suprapresiuni care să întreacă de câteva ori sau zeci de ori presiunea de regim şi, de asemenea, depresiuni importante, în ambele cazuri putându-se ajunge la distrugerea instalaţiei.
(3)Modelul de calcul al regimului nepermanent în conducte sub presiune este, ca şi în cazul regimului normal, permanent, modelul curgerii unidimensionale în care se consideră că pe toată secţiunea transversală, în toate punctele acesteia, viteza este aceeaşi şi anume, egală cu viteza medie:
V = Q/A
unde Q este debitul iar A este aria secţiunii transversale.
(4)Proprietatea lichidelor care este determinantă în desfăşurarea fenomenelor de mişcare nepermanentă este compresibilitatea. Ea determină caracterul ondulatoriu al acestor mişcări iar ecuaţiile care descriu cel mai exact mişcarea nepermanentă a lichidelor sunt identice cu ecuaţiile coardei vibrante şi anume:
unde H este cota piezometrică iar c este celeritatea, adică viteza de deplasare, în lungul sistemului hidraulic, a perturbaţiilor, conform definiţiei undelor.
(5)Dacă se ţine seama şi de pierderile de sarcină, atunci ecuaţiile capătă forma:
unde J este panta hidraulică.
(6)Aceste ecuaţii sunt valabile pentru toate mişcările nepermanente şi sunt obligatorii, modelând corect din punct de vedere matematic fenomenele reale, atunci când acestea sunt rapid variabile în timp.
(7)Cu cât mişcările sunt mai lent variabile în timp, cu atât caracterul ondulatoriu se reduce, mişcarea capătă din ce în ce mai mult un caracter de oscilaţie în masă iar compresibilitatea joacă un rol mai puţin important. La limită, pentru mişcări foarte lent variabile în timp, compresibilitatea se poate neglija şi se ajunge la modelul simplificat al fluidului incompresibil care poate fi, însă, folosit doar în acest caz, al mişcărilor foarte lent variabile în timp
(8)Fenomenele de mişcare nepermanentă rapid variabile vor fi denumite în continuare "fenomene de lovitură de berbec" iar cele lent variabile vor fi denumite "mişcări de oscilaţie în masă". Piesele, instalaţiile sau construcţiile care se prevăd special cu scopul de a controla lovitura de berbec vor fi numite "dispozitive de protecţie".
(9)Există mai mulţi factori care determină "rapiditatea" fenomenului, în primul rând viteza relativă cu care are loc modificarea condiţiilor la limită (de exemplu, închiderea unei vane) dar şi evoluţia mişcării în funcţie de dispozitivele existente pe conductă (de exemplu, castelul de echilibru sau hidroforul de protecţie schimbă, prin reflexia undelor, caracterul rapid al mişcării într-unul lent).
(10)Întrucât nu se poate stabili o delimitare clară între mişcările rapid variabile şi cele lent variabile şi nu se poate decide cu siguranţă dacă modelul simplificat poate fi aplicat, se recomandă ca, în toate cazurile să se aplice doar modelul exact al fluidului compresibil.