Какво представлява хидравличен шок? Причини за хидравличен шок в тръбите

Хидравличен удар

Основната грешка

Погрешно се счита за хидравлично удар, резултат от напълването на течността със свръх-бутално пространство в двигателя със съответната конфигурация (бутало). В резултат на това буталото не достига до мъртвия център и започва да изстисква водата. Това от своя страна води до отказ на двигателя. По-специално, за счупване на пръта или свързващ прът, счупване на болтовете в главата на цилиндъра, разкъсване на уплътненията.

класификация

В зависимост от посоката на скока на налягането хидравличният удар може да бъде:

• Положителен. В този случай нарастването на налягането се дължи на рязко завиване на помпата или изключване на тръбата.
• Отрицателен. В този случай става въпрос за спадане на налягането, дължащо се на отварянето на амортисьора или на помпата.

В съответствие с времето на разпространение на вълните и периода на припокриване на шлюзовия вентил (или други спирателни вентили), през който е образуван хидравличен удар в тръбите, той е разделен на:

• Директно (пълно).
• Непряко (непълно).

В първия случай предната част на образуваната вълна се движи в посока, противоположна на оригиналната посока на водния поток. Допълнителното движение ще зависи от елементите на тръбопровода, които се намират преди затворения клапан. Вероятно предната част на вълната ще премине многократно директно и обратно. При непълен хидравличен удар потокът не само може да започне да се движи от другата страна, но и да преминава частично през клапана, ако не е затворен до края.

вещи

Най-опасният е хидравличният удар в отоплителната система или водоснабдяването. Ако спадът на налягането е твърде висок, линията може да се повреди. По-специално, на тръбите се появяват надлъжни пукнатини, което впоследствие води до разцепване, нарушаване на плътността в спирателните клапани. Поради тези неизправности водопроводното оборудване започва да се проваля: топлообменници, помпи. В тази връзка трябва да се предотврати хидравличният удар или да се намали неговата здравина. Водно налягане става максимално по време на спирането на потока, когато цялата кинетична енергия се прехвърля към работата на разтягане на стените на главния и компресиране на колоната от течност.

изследване

Експериментално и теоретично изучаваше феномена през 1899 г. Николай Жуковски. Изследователят идентифицира причините за хидравличния шок. Феноменът се дължи на факта, че по време на затварянето на главната линия, което е потокът от течност или когато е бързо затворено (когато свързващият канал е свързан с източник на хидравлична енергия), се формира внезапна промяна в налягането и скоростта на водата. Не е едновременно по целия тръбопровод. Ако в този случай да се направят определени измервания, може да се види, че промяната в скоростта се получава в посока и магнитуд, а налягането - както в посока на намаляване, така и в сравнение с първоначалното. Всичко това означава, че осцилационният процес се извършва в основната линия. Тя се характеризира с периодично намаляване и увеличаване на налягането. Целият процес се характеризира с преходност и е причинен от еластични деформации на самата течност и стените на тръбата. Жуковски доказва, че скоростта, с която се разпространява вълната, е пряко пропорционална на свиваемостта на водата. Стойността на деформацията на стените на тръбите също е важна. То се определя от модула на еластичност на материала. Скоростта на вълната зависи от диаметъра на тръбопровода. Не може да се получи остър скок на налягането в линия, пълна с газ, тъй като се компресира доста лесно.

Процес на потока

В автономна водоснабдителна система, например в селска къща, може да се използва помпа с отдушник, за да се създаде натиск в тръбопровода. Хидравличен удар Това се случва, когато консумацията на течност изведнъж спира - когато кранчето е затворено. Водният поток, който направи трафика по магистралата, не може незабавно да спре. Стълбът на инерцията на течността се врязва във "мъртвия край" на водата, който се образува, когато кранът се затвори. От хидравличното ударно реле в този случай не помага. Просто реагира на скока, като изключи помпата, след като кранът е затворен и налягането надвишава максималната стойност. Затварянето, както спирането на водния поток, не е моментално.

примери

Възможно е да се разгледа тръбопровод с постоянна глава и движение на течност с постоянна природа, в която вентилът изведнъж се затвори или вентилът изведнъж се затвори. В система за водоснабдяване надолу по правило възниква хидравличен шок, когато елементът на връщащата врата е разположен по-високо от статичното ниво на водата (с 9 метра или повече) или има теч, докато следващият клапан с по-високо налягане поддържа налягането. И в двата случая се получава частично разреждане. При следващото стартиране на помпата високоскоростната вода ще запълни вакуума. Течността се сблъсква с затворен възвратен вентил и поток над него, предизвиквайки повишаване на налягането. В резултат на това се получава хидростатичен шок. Той допринася не само за образуването на пукнатини и разрушаването на съединенията. Ако има скок на налягането, помпата или моторът (и понякога и двете едновременно) се повредят. Това явление може да се случи в системите за волуметрично хидравлично задвижване, когато се използва вентил с макара. Когато макарата е затворена от един от каналите за впръскване на течност, възникват описаните по-горе процеси.

Защита срещу хидравлични удари

Силата на скока ще зависи от скоростта на потока преди и след като главната линия е затворена. Колкото по-интензивно е движението, толкова по-силен е ударът при внезапно спиране. Скоростта на самия поток ще зависи от диаметъра на главната линия. Колкото по-голямо е напречното сечение, толкова по-слабо е движението на течността. От това може да се заключи, че използването на големи тръбопроводи намалява вероятността от ударен воден чук или го отслабва. Друг начин е да се увеличи продължителността на припокриване на водопровода или помпата. За постепенното припокриване на тръбата се използват затварящи елементи тип "врата". Специално за помпи се използват комплекти с меки стартове. Те правят възможно не само да се избягва воден чук по време на процеса на включване, но и значително да се увеличи експлоатационният живот на помпата.

компенсатори

Третият вариант включва използването на амортисьорно устройство. Това е мембранен разширителен резервоар, който е в състояние да "охлади" получените скокове под налягане. Хидравличните компенсатори на чука работят според определен принцип. Състои се от факта, че в процеса на увеличаване на налягането буталото движи течността и компресира еластичния елемент (пружина или въздух). В резултат на това шоковият процес се трансформира в осцилационен процес. Благодарение на разсейването на енергията, последната се разпада достатъчно бързо без значително увеличаване на налягането. Компенсаторът се използва в линията за пълнене. Той се зарежда със сгъстен въздух при налягане от 0.8-1.0 МРа. Изчислението се извършва приблизително в съответствие с условията за поглъщане на енергията на подвижния воден стълб от резервоара или акумулатора за пълнене до компенсатора.