Šta je hidraulički šok? Uzroci hidrauličnog udara u cevima

Hidraulički udar u cevovodima je trenutni skok pritiska. Pad je povezan sa oštrim promjenama brzine protoka vode. Dalje, saznajemo detaljnije kako se u cevovodima javlja hidraulički šok.

Glavna greška

Pogrešno se smatra hidrauličkim utjecajom rezultat punjenja tečnosti sa super-klipnim prostorom u motoru odgovarajuće konfiguracije (klip). Kao rezultat, klip ne dostiže mrtav centar i počinje da stisne vodu. Ovo, pak, dovodi do kvara motora. Konkretno, da bi se razbio šipka ili šipka za povezivanje, lomljenje vijaka u glavi cilindra, ruptura gumica.

Klasifikacija

U skladu sa pravcem pritiska, hidraulički šok može biti:

• Pozitivno. U ovom slučaju, povećanje pritiska dolazi usled oštrog okretanja pumpe ili zatvaranja cijevi.
• Negativno. U ovom slučaju govorimo o padu pritiska zbog otvaranja poklopca ili pumpe.

U skladu sa vremenom širenja talasa i perioda preklapanja ventila (ili drugih zapornih ventila) tokom kojih je u cevima stvoren hidraulički šok, podeljen je na:

• Direktno (puna).
• Indirektno (nekompletno).

U prvom slučaju, prednji deo formiranog talasa pomera se u pravcu suprotno prvobitnom pravcu protoka vode. Dalji kretanje zavisiće od elemenata cevovoda koji se nalaze pre zatvorenog ventila. Verovatno je da će prednji talas talasa više puta proći direktno i obratno. Sa nepotpunim hidrauličkim uticajem, tok ne samo da može početi da se kreće na drugu stranu, već i delimično prolazi dalje kroz ventil, ako nije zatvoren do kraja.

Posledice

Najopasniji je pozitivan hidraulički šok u sistemu grejanja ili snabdevanju vodom. Ako je pad pritiska previsok, linija se može oštetiti. Konkretno, na cevima se pojavljuju uzdužne pukotine, što potom dovodi do podjele, kršenje stezanja u zapornim ventilom. Zbog ovih kvarova, oprema za snabdevanje vodom počinje da pada: izmenjivači toplote, pumpe. U tom pogledu, hidraulički šok mora biti sprečen ili smanjiti snagu. Pritisak vode postaje maksimalan tokom kočenja protoka kada se sva kinetička energija prenese na rad istezanja zidova glavnog i komprimovanje kolone tečnosti.

Istraživanje

Eksperimentalno i teorijski proučavali fenomen 1899. Nikolai Žukovski. Istraživač je identifikovao uzroke hidrauličnog šoka. Fenomen je zbog činjenice da je prilikom zatvaranja glavne linije, koja je tok tekućine ili kada je brzo zatvoren (kada je dead-end kanal priključen na izvor hidraulične energije), formira se iznenadna promjena pritiska i brzine vode. Istovremeno nije duž čitavog cjevovoda. Ako u ovom slučaju vršimo određena merenja, može se utvrditi da se promena brzine odvija u pravcu i veličini i pritisku - iu smjeru smanjenja i povećanja u odnosu na inicijal. Sve to znači da se oscilatorni proces odvija u glavnoj liniji. Karakteriše ga periodično smanjenje i povećanje pritiska. Ovaj ceo proces karakteriše transientnost i izaziva elastična deformacija same tečnosti i zidova cevi. Žukovski je dokazao da brzina kojom se talas propagira je direktno proporcionalna stisljivosti vode. Važna je i vrednost deformacije zidova cijevi. Određuje ga modul elastičnosti materijala. Brzina talasa zavisi od prečnika cevovoda. Oštar pritisak na pritisak se ne može pojaviti u liniji ispunjenom gasom, jer je vrlo lako komprimovana.

Protok procesa

U autonomnom sistemu vodosnabdevanja, na primer seoskom imanju, pumpa na otvorima može se koristiti za stvaranje pritiska u cevovodu. Hidraulički šok se javlja prilikom iznenadne zaustavljanja potrošnje tečnosti - kada je kran zatvoren. Struja koja je dovela do saobraćaja duž autoputa ne može odmah da zaustavi. Stub tečnosti, inercijom, seče se u vodu "talog", koja se formirala kada je kran zatvoren. Od hidrauličnog šoka relej u ovom slučaju ne uštedi. Jednostavno reaguje na skok isključivanjem pumpe nakon zatvaranja slavine i pritiska prelazi maksimalnu vrijednost. Isključivanje, kao i zaustavljanje proticaja vode, nije trenutačno.

Primjeri

Moguće je posmatrati cevovod sa stalnom glavom i kretanjem tečnosti konstantne prirode, u kojoj je ventil iznenada bio zatvoren ili je ventil iznenada zatvoren. U sistemu za dovod vode, po pravilu, dolazi do hidrauličnog šoka kada se element povratne kapije nalazi viši od statičkog nivoa vode (za 9 metara ili više) ili ima curenje, dok sledeći ventil višeg pritiska zadržava pritisak. U svakom slučaju, dolazi do parcijalnog pražnjenja. U sledećem startu pumpe, brza voda napuniće vakuum. Tekuća se udara sa zatvorenim kontrolnim ventilom i potokom iznad njega, što dovodi do naglog pritiska. Kao rezultat, dolazi do hidrostatičnog šoka. On doprinosi ne samo stvaranju pukotina i uništavanju jedinjenja. Ako dođe do naglog pritiska, pumpa ili motor (ili oba) su oštećeni. Ovaj fenomen se može pojaviti u sistemima volumetrijskog hidrauličnog pogona, kada se koristi ventil za spuštanje. Kada je kalem zatvoren pomoću jednog od kanala za injektiranje tečnosti, pojavljuju se gore opisani postupci.

Zaštita od hidrauličnih šokova

Sila skoka će zavisiti od brzine protoka pre i posle zatvaranja glavne linije. Što je intenzivniji pokret, jači je uticaj kada se iznenada zaustavi. Brzina samog toka zavisiće od prečnika linije. Što je veći presek, slabiji je pokret tečnosti. Iz ovoga se može zaključiti da korišćenje velikih cevovoda smanjuje vjerovatnoću vodnog udara ili ga slabi. Drugi način je povećanje trajanja preklapanja vodovoda ili pumpe. Da bi se postepeno preklapalo cev, koriste se elementi za zatvaranje tipa ventila. Posebno za pumpe, setovi se koriste za glatko pokretanje. Oni omogućavaju ne samo da izbegavaju vodeni čekić tokom uključivanja, već i značajno povećavaju vijek trajanja pumpe.

Kompenzatori

Treća opcija uključuje upotrebu uređaja za odbravljivanje. To je ekspanzioni rezervoar membrane, koji je u stanju da "ugasi" nastale skokove pritiska. Kompenzatori hidrauličkog čekića rade prema određenom principu. Sastoji se iz činjenice da se u procesu povećanja pritiska klip pomera tečnost i kompresuje elastični element (opruga ili vazduh). Kao rezultat, proces šoka se pretvara u oscilatorni proces. Zbog disipacije energije, ona se brzo napušta bez značajnog povećanja pritiska. Kompenzator se koristi u liniji za punjenje. Opterećen je komprimiranim vazduhom pod pritiskom od 0.8-1.0 MPa. Obračun se vrši približno, u skladu sa uslovima za apsorbovanje energije kolone pokretne vode iz rezervoara za punjenje ili baterije na kompenzator.