Пример2

В стальном трубопроводе длиной l = 200 м, диаметром d = 0,2 м и толщиной стенок δ = 5*10^-3 м расход воды = 0,1 м³/с. Расчётная температура воды 20 . Определить наименьшее время закрывания задвижки t_min, чтобы повышение давления в конце трубопровода, вызванное гидравлическим ударом, было не более p_sh = 400 кПа. Чему будет равно повышение давления в случае мгновенного закрывания задвижки в трубопроводе?

Решение.

Если t > , повышение давления находим по формуле:

p_sh = .

Из этой формулы определяем наименьшее время закрывания задвижки при заданном максимальном значении повышения давления:

t_min = .

Скорость движения воды в трубопроводе до закрывания задвижки:

V = = = = 3,18 м/с.

t_min = = 3,18 с.

При мгновенном закрывании задвижки повышение давления определяется по формуле:

p sh = r a V.

Скорость распространения ударной волны находим по формуле:

a = , =

Для воды K = 19,6*10⁸ Па, для стали E = 21,2*10¹⁰ Па. Принимая плотность воды = 998,2 кг/м³, получим:

a = = 1190 м/с.

Следовательно:

p sh = = 38*10⁸ Па = 3800 кПа.

Ответ: t_min = 3,18 с, p sh = 3800 кПа.

11. Используемая литература:

1. «Гидравлический удар в гидротурбинных установках.» Жмудь А.Е. - 1953 г.

2. «Техническая гидромеханика.» Емцев. Б.Т. - 1978 г.

3. «Конспект лекций по дисциплине «Механика жидкости и газа»

4. «Волновая стабилизация и предупреждение аварий в трубопроводах» Ганиев Р.Ф., Низамов Х.Н., Дербуков Е.И. - М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана - 1996г.

5. «К вопросу защиты трубопроводов водо- и теплоснабжения от гидравлических ударов» Х.Н. Низамов; В.Н. Применко; Л.М. Саликов. – Журнал «Двойные Технологии», №3 - 2005г.

6. «Учет различных факторов при расчете допустимых нагрузок на трубопровод.» Синиченко Е.К., Рекач Ф.В. - Вестник РУДН. Серия «Инженерные исследования», № 3 - 2011г.

7. «Проблема аварийности трубопроводов — Принцип действия стабилизатора давления» http://www.volnotex.ru/purpose/engineering_solution/

8. «Примеры расчётов по гидравлике» Альтшуля А.Д. – 1977г.