Гидравлический удар в трубах

Гидравлический удар — резкое увеличение давления в трубопроводе при внезапной остановке движущейся в нем жидкости.

Гидравлический удар наблюдается при быстром закрывании запорных приспособлений, установленных на трубопроводах (задвижки, крана), внезапной остановке насосов, перекачивающих жидкость, и т. д.

Величину Повышения давления при гидравлическом ударе определяют по формуле Н. Е. Жуковского:

                                                      (5.27)

где р — плотность жидкости-

а — скорость распространения ударной волны

υ— скорость движения жидкости в трубе до закрывания крана.

Скорость распространения ударной волны находят также по формуле Н. Е. Жуковского:

                                                 (5.28)

где Е — модуль упругости жидкости (см. табл. 3);

d—диаметр трубы;

Εтв— модуль упругости материала стенки трубы (см. Приложение 10);

δ— толщина стенки трубы.

Если считать материал трубы абсолютно неупругим (Етв=∞, то выражение для скорости а принимает вид

                                             (5.29)

и скорость распространения ударной волны в этом случае равняется скорости распространения звука в жидкости. При обычных значениях отношения значения с может приниматься равным 1200 м/с для стальных труб и 1000 м/с для чугунных труб.

Формула (5.28) действительна в случае, если время закрывания задвижки τ меньше времени, в течение которого ударная волна дойдет до резервуара и отраженная волна, сопровождающаяся падением давления, вернется к задвижке, т. е. при условии, τ <2l/а. Если τ >2l/а, то давление не достигает максимальной величины, так как частично погашается отраженной волной. В этом случае повышение давления может быть найдено по формуле Мишо:

.                                                     (5.30)

Если τ =2l/а, формулы (5.28) b, (5.30) приводят к одинаковым результатам.