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

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

Olio idraulico H-LP 32 Olio idraulico H-LP 46 Olio idraulico H-LP 68 Acqua

Peso specifico del fluido a 20°C

kg/l

Modulo di elasticità alla rinfusa

GPa

Dati della tubazione.

Dimensioni della tubazione

Dimensioni tubazione scelta

Øe (mm)

Øi (mm)

Selezione materiale tubazione

Tubi per oleod. St 37.4 Tubi per oleod. St 52.4 INOX Aisi 304-316 Rame

Carico di rottura materiale Rm

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.

Sovrappressione massima.
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.