2018-02-14
238
Гідравлічним ударом називається підвищення тиску рідини, що протікає по трубі, при швидкому перекритті засувки. Гідравлічний удар уперше теоретично й експериментально вивчив Н.Е. Жуковський (його робота “О гидравлическом ударе” опублікована в 1898 р.).
Нехай труба (рис. 33), по якій рідина щільністю 
тече з резервуара зі швидкістю 
, має діаметр 
, довжину 
і товщину стінки 
. При миттєвому перекритті труби кінетична енергія рідини, що 
рухається, переходить у потенційну енергію деформації труби 
і рідини 
. При цьому швидко наростає тиск, що може послужити причиною руйнування труби.
Кінетична енергія рідини 
Потенційна енергія деформації 
де 
– напруга в трубі (
) чи в рідині (
); 
– відносна зміна обсягу труби (чи рідини); 
– об'єм матеріалу труби що деформується (чи рідини в трубі); 
– модуль пружності матеріалу труби (чи рідини).
Оскільки 
, одержуємо
відкіля ударне підвищення тиску
(118)
і формула Н.Е. Жуковського має вид
(119)
де 
– швидкість розподілу ударної хвилі в пружній рідині, що заповнює пружний трубопровід.
При миттєвому частковому перекритті засувки (коли швидкість зменшиться не до нуля, а до величини 
)
(120)
Величина 
називається фазою гідравлічного удару. Якщо час закривання засувки 
, має місце так називаний прямий гідравлічний удар, при 
– непрямий удар. В останньому випадку ударна хвиля, відбившись від резервуара, повертається до крана раніш, ніж він буде цілком закритий. При цьому тиск буде підвищуватися в меншому ступені, чим при прямому ударі.
До способів боротьби з гідравлічним ударом відносяться: збільшення часу закриття засувки (крана), зменшення довжини , приєднання до труби (до крана) компенсаторів, гідроакумуляторів.
