2014-02-24
1385
ПОНЯТИЕ О ГИДРАВЛИЧЕСКОМ УДАРЕ
Такое изменение давления иногда превышает в десятки и даже сотни раз рабочее давление в трубопроводе и может вызвать его разрушение.
Причиной гидравлического удара может быть внезапное закрытие задвижки на напорном трубопроводе, сопровождаемое резким увеличением давления, а также резкое открытие задвижки, когда давление падает в результате, увеличения скорости движения жидкости.
Труба длиной l одним концом присоединена к большому резервуару, а на другом конце имеет задвижку (рис.2-11). Жидкость в трубе движется со скоростью v. Прекратим движение жидкости быстрым закрытием задвижки. В результате кинетическая энергия движущейся массы жидкости преобразуется в энергию давления (потенциальную энергию), и давление в трубе у задвижки резко возрастает.
Рис.2-11. Схема возникновения гидравлического удара.
Из-за упругости жидкости и материала стенок трубы остановка жидкости и повышения давления произойдут не сразу, а относительно медленно от слоя к слою в направлении от задвижки к резервуару в виде так называемой ударной волны, движущейся со скоростью с в направлении, противоположном движению жидкости. В дальнейшем жидкость в трубопроводе оказывается вовлеченной в процесс постепенно затухающих колебаний давления.
Таким образом, если на трубопроводе, скорость течения воды в котором составляет, например, 1м/с, внезапно закрыть задвижку, то возникнет мгновенное повышение давления на 102 м. вод. ст.
Время, в течение которого ударная волна дойдет до резервуара, и отраженная волна, сопровождающаяся падением давления, вернется к задвижке, называется фазой гидравлического удара:
где l - длина трубопровода.
τ - фаза гидр. удара.
Для ослабления гидравлического удара время закрытия задвижки τз должно быть больше времени двойного пробега ударной волны.
Для этой цели на водопроводных трубах устанавливаются медленно закрывающиеся задвижки, воздушные колпаки и предохранительные клапаны, автоматически открывающиеся., при повышении давления выше нормального.
