Il flusso transitorio è una condizione fluidodinamica in cui la velocità e la pressione di un flusso di fluido cambiano nel tempo a causa di cambiamenti nello stato del sistema. Questi cambiamenti possono essere causati dall’avvio o dall’arresto di una pompa, dall’apertura o chiusura di valvole o da fluttuazioni della pressione di alimentazione da serbatoi o serbatoi. Di solito è caratterizzato da una potente onda o onde di pressione che possono persistere per un tempo significativo dopo che l’evento precipitante è cessato. Gli eventi di flusso transitori possono essere estremamente distruttivi se l’ampiezza e la velocità dell’onda di pressione superano la capacità del sistema in cui si verifica. Risolvere problemi di flusso transitorio ricorrenti non è facile ed è generalmente realizzabile solo con simulazioni software sofisticate.
Quando fluidi come l’acqua vengono guidati senza impedimenti e a una velocità costante attraverso qualsiasi sistema di tubi e valvole, la velocità del fluido e la pressione che esercita sul sistema rimangono costanti e prevedibili. Quando una parte di tale equilibrio viene sconvolta, ad esempio l’avvio di una pompa booster o la chiusura di una valvola, viene avviata una condizione nota come flusso transitorio. Questa condizione è caratterizzata da un picco improvviso di pressione e velocità di flusso del fluido, la cui entità dipende dal tipo di evento scatenante e dalla rapidità con cui si è verificato. Poiché l’acqua è un materiale risonante, questa onda viene trasferita lungo l’intera colonna di fluido, i cui risultati si verificano solitamente in tutto il sistema.
Questa condizione può essere caratterizzata da una singola o da una serie di onde che possono, a seconda delle condizioni ambientali, rimanere attive nella colonna di fluido per un lungo periodo dopo che è cessato l’evento scatenante. Queste onde spesso causano un forte rumore di colpi nelle tubazioni, dando origine al nome comune del fenomeno di colpo d’ariete. Nei casi in cui l’onda di pressione e il conseguente aumento della velocità del flusso del fluido sono di entità sufficiente, il flusso transitorio può causare danni o addirittura il guasto completo di tubi e valvole lungo il sistema. Questi eventi non solo possono causare danni considerevoli, ma sono anche altamente distruttivi per i processi di produzione sensibili alla pressione e alla portata.
È difficile definire con precisione la causa principale degli eventi di flusso transitori al fine di eliminarli. Nella maggior parte dei casi, come punto di partenza è necessaria una conoscenza approfondita dell’esatta natura dei fluidi coinvolti, nonché dei dettagli del tubo, della valvola e del supporto del tubo. Successivamente viene impiegato un software complesso e sofisticato per simulare le condizioni nel sistema che possono, nella maggior parte dei casi, identificare la fonte e le potenziali soluzioni per eventi di flusso transitori.