Што такое гідраўлічны ўдар? Прычыны гідраўлічнага ўдару ў трубах

Гідраўлічны ўдар у трубаправодах ўяўляе сабой які ўзнікае імгненна скачок ціску. Перапад звязаны з рэзкім змяненнем у хуткасці руху воднага патоку. Далей падрабязней даведаемся, як узнікае гідраўлічны ўдар у трубаправодах.

асноўнае зман

Памылкова лічыцца гідраўлічным ударам вынік запаўнення вадкасцю надпоршневого прасторы ў рухавіку адпаведнай канфігурацыі (поршневым). З прычыны гэтага поршань не даходзіць да мёртвай кропкі і пачынае сціск вады. Гэта, у сваю чаргу, прыводзіць да паломкі рухавіка. У прыватнасці, да залому штока альбо шатуна, абрыву шпілек ў галоўцы цыліндру, парываў пракладак.

класіфікацыя

У адпаведнасці з напрамкам скачка ціску гідраўлічны ўдар можа быць:

• Станоўчым. У гэтым выпадку павышэнне ціску адбываецца з прычыны рэзкага ўключэння помпы альбо перакрыцця трубы.
• Адмоўным. У дадзеным выпадку гаворка ідзе пра падзенне ціску ў выніку адкрыцця засланкі альбо выключэння помпы.

У адпаведнасці з часам распаўсюджвання хвалі і перыядам перакрыцця засаўкі (альбо іншай запорной арматуры), на працягу якога ўтварыўся гідраўлічны ўдар у трубах, яго падзяляюць на:

• Прамой (поўны).
• Непрамы (няпоўны).

У першым выпадку фронт ўтварылася хвалі рухаецца ў бок, зваротную першапачатковага кірунку вадзянога патоку. Далейшае рух будзе залежаць ад элементаў трубаправода, якія размяшчаюцца да закрытай засаўкі. Цалкам верагодна, што фронт хвалі пройдзе неаднаразова прамое і адваротнае напрамак. Пры няпоўным гідраўлічным ўдары струмень не толькі можа пачаць рухацца ў іншы бок, але і часткова прайсці далей праз засаўку, калі яна зачыненая не да канца.

наступствы

Самым небяспечным лічыцца станоўчы гідраўлічны ўдар у сістэме ацяплення альбо водазабеспячэння. Пры занадта высокім скоку ціску можа пашкодзіцца магістраль. У прыватнасці, на трубах ўзнікаюць падоўжныя расколіны, што прыводзіць пасля да расколу, парушэння герметычнасці ў запорной арматуры. З-за гэтых збояў пачынае выходзіць з ладу водаправоднае абсталяванне: цеплаабменнікі, помпы. У сувязі з гэтым гідраўлічны ўдар неабходна прадухіляць альбо зніжаць яго сілу. Ціск вады становіцца максімальным падчас тармажэнняў патоку пры пераходзе ўсёй кінэтычнай энергіі ў працу па расцяжэння сценак магістралі і сціску слупа вадкасці.

даследаванні

Эксперыментальна і тэарэтычна вывучаў з'ява ў 1899 г. Мікалай Жукоўскі. Даследчыкам былі выяўлены прычыны гідраўлічнага ўдару. З'ява звязана з тым, што ў працэсе закрыцця магістралі, па якой ідзе струмень вадкасці, або пры яе хуткім закрыцці (пры далучэнні тупіковага канала з крыніцай гідраўлічнай энергіі), фарміруецца рэзкае змяненне ціску і хуткасці вады. Яно не адначасова па ўсім трубаправодзе. Калі ў дадзеным выпадку вырабіць пэўныя вымярэння, то можна выявіць, што змяненне хуткасці адбываецца па кірунку і велічыні, а ціску - як у бок зніжэння, так і павелічэння адносна зыходнага. Усё гэта азначае, што ў магістралі мае месца вагальны працэс. Ён характарызуецца перыядычным паніжэннем і павышэннем ціску. Увесь гэты працэс адрозніваецца быстротечно і абумоўліваецца пругкімі дэфармацыямі самай вадкасці і сценак трубы. Жукоўскім было даказана, што хуткасць, з якой ажыццяўляецца распаўсюджванне хвалі, знаходзіцца ў прамой прапарцыйнай залежнасці ад сціскальнасці вады. Таксама значэнне мае велічыня дэфармацыі сценак трубы. Яна вызначаецца модулем пругкасці матэрыялу. Хуткасць хвалі залежыць і ад дыяметра трубаправода. Рэзкі скачок ціску не можа паўстаць у магістралі, напоўненай газам, паколькі ён досыць лёгка сціскаецца.

ход працэсу

У аўтаномнай сістэме вадзянога забеспячэння, напрыклад загараднага дома, для стварэння ціску ў магістралі можа выкарыстоўвацца свідравін помпа. Гідраўлічны ўдар ўзнікае пры раптоўным спыненні спажывання вадкасці - пры перакрыцці крана. Вадзяной паток, які ладзіў рух па магістралі, няздольны спыняцца імгненна. Слуп вадкасці па інэрцыі ўразаецца ў вадаправодны "тупік", які ўтварыўся пры закрыцці крана. Ад гідраўлічнага ўдару рэле ў дадзеным выпадку не ратуе. Яно толькі толькі рэагуе на скачок, адключаючы помпа пасля таго, як будзе перакрыты кран, а ціск перавысіць максімальнае значэнне. Выключэнне, як і прыпынак вадзянога патоку, ня ажыццяўляецца імгненна.

прыклады

Можна разгледзець трубаправод з пастаянным напорам і рухам вадкасці, якія маюць пастаянны характар, у якім быў рэзка зачынены клапан ці раптоўна перакрытая засаўка. У свідравіны сістэме водазабеспячэння, як правіла, гідраўлічны ўдар ўзнікае ў выпадку, калі зваротны затворной элемент размяшчаецца вышэй, чым статыстычны ўзровень вады (на 9 метраў і больш), альбо мае уцечку, у той час як які знаходзіцца вышэй наступны клапан ўтрымлівае ціск. І ў тым, і ў іншым выпадку мае месца частковае разраджэнне. У наступным пуску помпы якая працякае з высокай хуткасцю вада будзе запаўняць вакуум. Вадкасць соударяется з зачыненым зваротным клапанам і патокам над ім, правакуючы скачок ціску. У выніку адбываецца гідраўдар. Ён спрыяе не толькі адукацыі расколін і разбурэння злучэнняў. Пры ўзнікненні скачка ціску пашкоджваецца помпа або электрарухавік (а часам і абодва элемента адразу). Такая з'ява можа паўстаць у сістэмах аб'ёмнага гідраўлічнага прывада, калі ўжываецца золотниковый размеркавальнік. Пры перакрыцці залатніком аднаго з каналаў нагнятання вадкасці ўзнікаюць працэсы, апісаныя вышэй.

Абарона ад гідраўлічных удараў

Сіла скачка будзе залежаць ад хуткасці патоку да і пасля перакрыцця магістралі. Чым больш інтэнсіўна рух, тым мацней ўдар пры раптоўнай прыпынку. Хуткасць самага патоку будзе залежаць ад дыяметра магістралі. Чым больш перасек, тым слабейшыя рух вадкасці. З гэтага можна зрабіць выснову аб тым, што выкарыстанне буйных трубаправодаў зніжае верагоднасць гідраўдару або аслабляе яго. Яшчэ адзін спосаб складаецца ў павелічэнні працягласці перакрыцця вадаправода альбо ўключэння помпы. Для ажыццяўлення паступовага перакрыцця трубы выкарыстоўваюцца запорные элементы вентыльнага тыпу. Спецыяльна для помпаў прымяняюцца камплекты па плыўнаму пуску. Яны дазваляюць не толькі пазбегнуць гідраўдару ў працэсе ўключэння, але і істотна павялічваюць эксплуатацыйны тэрмін помпы.

кампенсатары

Трэці варыянт абароны мяркуе ўжыванне дэмпфернае прылады. Яно ўяўляе сабой мембранны пашыральны бак, які здольны "гасіць" ўзнікаюць скокі ціску. Кампенсатары гідраўлічнага ўдару працуюць па вызначаным прынцыпе. Ён заключаецца ў тым, што ў працэсе павелічэння ціску адбываецца перасоўванне поршня вадкасцю і сціск пругкага элемента (спружыны або паветра). У выніку ўдарны працэс трансфармуецца ў вагальны. Дзякуючы рассейванню энергіі апошні згасае досыць хутка без істотнага павышэння ціску. Кампенсатар ўжываюць у лініі напаўнення. Яго зараджаюць сціснутым паветрам пры ціску 0,8-1,0 Мпа. Разлік вырабляецца набліжана, у адпаведнасці з умовамі паглынання энергіі рухаючага слупа вады ад наполнительного бака або акумулятара да кампенсатара.