Доклады III Международной Научно-Технической Конференции "Механика жидкости и газа", 7-9декабря 2004г., Донецк
ЗАЩИТА НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ И ТРУБОПРОВОДА ОТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА ВПУСКОМ ВОДЫ ПОСРЕДСТВОМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГАЗОГИДРАВЛИЧЕСКОГО АККУМУЛЯТОРА
Бордюгов С.А. студент, Малеев В.Б. докт. тех. наук., проф.
Донецкий национальный технический университет
Приведен способ защиты насосной установки и трубопровода от гидравлического удара впуском воды.
Известен способ защиты насосных агрегатов от гидроударов, основанный на впуске воды в водовод (рис. 1).
Рисунок 1 – Насосная установка: а – схема; б – расчетная модель.
1 – насос, 2 – обратный клапан, 3 – устройство впуска, 4 - трубопровод, 5 – гидравлическое сопротивление трубопровода, 6 - резервуар.
Такой метод используется в случае начала гидроудара с волны понижения давления. Наиболее опасным является гидроудар, возникающий в насосных установках при отключении привода насоса. Впуск воды в трубопровод снижает пиковые давления в переходных режимах работы. Для этого у места возникновения изменения скорости потока устанавливается устройство впуска воды, представляющее собой газогидравлический аккумулятор, ёмкость которого достаточна для эффективного гашения колебательного процесса (рис. 2).
В данной гидравлической системе применен газогидравлический аккумулятор с резиновым разделителем сред. В аккумуляторе с подобной диафрагмой давление газа передается непосредственно на поверхность воды, последняя будет находиться под тем же давлением, что и газ.
Предположим, что наш аккумулятор с неограниченным объемом газа и давление газа соответствует рабочему давлению в начальном сечении трубопровода. Характеристика такого устройства может быть представлена в виде:
где HA – напор, соответствующий рабочему давлению в начальном сечении трубопровода, м.
Считаем также, что клапаны в модели установки открываются и закрываются мгновенно, и что прямое сопротивление обратного клапана 2 пренебрежимо мало.
На рис. 3 приведено графическое решение переходного процесса в насосной установке при гидравлическом ударе. Кривая 1 – индивидуальная характеристика насоса, а кривая 2 характеризует граничное условие в конце трубопровода и определяется уравнением:
(3)
Анализ графического расчёта показывает, что если допустить некоторое повышение напора в системе, например, до величины НА (то есть НD=НА), то сопротивление впускного устройства станет большим, диаметр клапана и количество впускаемой воды – меньшим.
Список источников
1. Попов В.М. Рудничные водоотливные установки. – М.: Недра,1972. – 340 с.
2. Гейер В.Г., Дулин В.С., Заря А.Н. Гидравлика и гидропривод: Учеб. Для вузов. – М.: Недра, 199.1 – 331 с.