Гидравлический удар

Это явление связано с резким возрастанием давления, способно вызвать аварийную работу систем. Обычно связано с затеканием жидкости в тупиковые каналы или резким прекращением движения потока жидкости. Схема процесса представлена на рис. 6.1.

Рис. 6.1. а

Рис. 6.1. б

Если это упругая идеальная колебательная система, то этот процесс повторится и будет длиться бесконечно. В действительности быстро затухает из-за диссипации энергии.

При гидравлическом ударе происходит преобразование кинетической энергии жидкости в энергию деформации трубопровода и энергию деформации жидкости.

Ек = Едт + Едж (6.1)
(6.2)

Здесь R – радиус канала, V0 – скорость потока жидкости. Мы рассматриваем жидкость как сжимаемую среду, но с другой стороны эти изменения плотности столь малы, что мы можем этим пренебречь. Энергия деформации определится по (6.3).

                                          (6.3)
Для трубопровода

По Ламэ определим максимальные тангенциальные напряжения

После преобразований получим
                                   (6.4)
Для жидкости

Но

(6.5)
Подставляя 6.2, 6.4 и 6.5 в 6.1, после преобразований получим:
(6.6)
Впервые это выражение получено Н.Ф. Жуковским. Если считать, что трубопровод абсолютно жесткий, то получим более простую формулу для оценки максимального давления при гидроударе