Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Гидравлический удар в трубах

Гидравлическим ударом называется изменение (повышение или понижение) давления в трубопроводе при резком изменении скорости движения жидкости.

Повышение может быть настолько большим, что приводит к разрыву стенок водопровода. Физически это явление объяснимо инерциальными усилиями массы жидкости в трубе при резком изменении скорости во времени.

Жуковский исследовав работу московского водопровода, установил причины аварии, выявил явление гидравлического удара, ввел терминологию, а также получил формулу и для определения величины повышения давления в момент гидравлического удара. Он исследовал явление гидравлического удара на трубы без отверстий. Установка состояла из ёмкости, заполненной водой и прямого участка трубы с задвижкой на конце.

 

а

P0 + ∆Pуд

. М

 

υ=0

 

L

 

 

В результате исследований было установлено, что при низком перекрытии сечений трубы задвижкой, ближайшей к задвижке слой воды резко останавливается. Его кинетическая энергия переходит в потенциальную и давление возрастает на ∆Pуд . следующий слой жидкости доходя до остановившегося так же резко останавливается соответственно и его кинетчиеская энергия переходит в потенциальную. Так происходит до тех пор пока все слои жидкости в трубопроводе не остановятся. Переход кинетической энергии в потенциальную происходит в виде волны, которая движется со скоростью а от задвижки до точки М.

L- длина трубы,

Таким образом через время t1=L/a жидкость в водопроводе полностью остановится, а давление станет Р1= P0 + ∆Pуд.

С увеличением давления все слои жидкости в трубопроводе сжимаются, а сам трубопровод расширяется, обладая упругими свойствами среды. Так как давление в трубопроводе становится больше, чем давление в резервуаре, вода из трубы начинает вытекать в резервуар, давление при этом уменьшается и этот фронт пониженного давления начинает двигаться от точки М до задвижки. Волна пониженного давления через время t2=2L/a в трубопроводе достигает задвижку и давление во всем трубопроводе снизится до первоначального значения; Р20.

После этого жидкость продолжает по инерции вытекать из водопровода. Трубопровод сжимается и через время t3=3L/a давление в трубопроводе станет Р30 - ∆Pуд, жидкость останавливается. Давление в трубопроводе меньше, чем давление в резервуаре. Жидкость из резервуара начинает вытекать в водопровод и через время t4=4L/a будет Р40.

Гидравлический удар – это процесс резкого изменения давления и скорости жидкости, которое возникает при внезапном перекрытии сечения водопровода при пуске и остановке насосов, работающих на водопроводе.

График изменения давления во времени в момент гидравлического удара называется ударной диаграммой.

Р

 

Ударная диаграмма идеальной жидкости

 

 

∆Pуд

t

P0

 

2L/a 4L/a

 

 

Так как жидкость в трубе движется реально, там есть потери. поэтому волна ударного давления постепенно затухает.

Жуковский вывел формулу для определения повышенного давления в момент гидравлического удара.

∆P=gυa,

g – плотность

υ – скорость движения жидкости до удара

a – скорость ударной волны

 

a = 1/

d – диаметр трубы

δ – толщина стенок трубы

Eтр – модуль упругости материала трубы

 

1) Труба выполнена из абсолютно упругово материала: Eтр = ∞; а1=; а=1450 м/с

скорость звука в жидкой среде.

2) Труба выполнена из неупругого материала Ех=∞; а2=

a2 – скорость распространения удара волны по телу трубы.

Для трубопроводов с водой скорость удара волны после преобразований

a = 1425/

Eхтр для воды в зависимости от материала трубы принимается равным

- для стали 0,01

- для резина 1000

 

Для остальных труб скорость распространения близка к 1440 м/с,для пластиковых резко снижается.

Если трубопровод уложен в грунте, то упругий отпор грунта как бы увеличивает толщину стенок трубы.

Наличие нерастворенного воздуха уменьшает силу гидравлического удара. Воздух воспринимает на себя гидравлический удр.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Этапы улучшений БП | Меры предотвращения гидравлического удара
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 375; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.012 сек.