Происхождение гидравлического удара

Ziruba Josef. Автор перевода Пакин Д.И. Происхождение гидравлического удара

Источник: http://www.twirpx.com/file/87516/

Давайте рассмотрим трубопровод, или систему трубопровода, заполненную жидкостью. Система может содержать различные устройства, такие как клапаны, насосы, бассейны, резервуары, воздушные клапаны входного отверстия, и т.д., все из которых могут затронуть поток. Поток жидкости в системе может быть устойчивым или неустойчивым. В спокойном течении основные параметры, определяющие поток, не меняются в зависимости от времени. С точки зрения данной проблемы поток, по которому давление и скорость изменяются нерегулярно из-за турбулентности, также устойчив. В неустойчивом потоке его основные параметры меняются в зависимости от времени.

Давление жидкости в трубопроводе и его разгрузка является взаимозависимым.

Каждое изменение в разгрузке вызывает соответствующее изменение в давлении и наоборот. Изменения в давлении, вызванном этой зависимостью, называют гидравлическим ударом. В данной работе этот термин использован, ради простоты, также для случаев, где жидкость - не обязательно вода, но может быть любой жидкостью, имеющей подобные свойства, возможно с примесью твердых веществ, или газами.

Изменения давления в гидравлическом ударе могут быть незначительными, но могут также быть большими, иногда приводя к разрыву трубопровода, или других устройств, являющихся частью системы трубопровода. Такие случается не редко.

Другая опасность гидравлического удара - трудность выявления заранее, без детальных вычислений, подвергает ли гидравлический удар опасности систему в конкретном случае, или можно ли его эффектами пренебречь. Такие вычисления являются трудоемкими, специально для более сложных гидравлических систем; они требуют опытного знания, и такая информация о системе на рассмотрении как всегда не доступна.

Проблема гидравлического удара может быть важной в проекте и операции различных типов гидравлических систем, такой как сети водоснабжения, ирригационные системы, индустриальные трубопроводы, системы распределения, охлаждение кругооборотов тепловых и атомных электростанций и многих других гидравлических установок в различных отраслях промышленности. Неустойчивый поток развивается во всех этих системах, по крайней мере, во время их открытия и закрытия, и неизбежно сопровождается гидравлическим ударом, даже если это, возможно, не опасно в каждом случае.

Гидравлический удар может быть причиной других отрицательных воздействий помимо увеличенного механического напряжения трубопровода и приложенного оборудования. Это может затронуть регулирование гидравлических систем или исказить результаты измерений гидравлических величин.

С другой стороны, эффект гидравлического удара используется в некоторых устройствах: гидравлический домкрат может служить примером. Это - простая машина, посредством которой вода может быть накачана на значительные высоты.