Источник: Jacques Faisandier, Mecanismes hydrauliques et pneumatiques, 8e edition, Dunod, Paris, 1999
http://fr.wikipedia.org/wiki/Coup_de_belier
Гидроудар - явление удара, которое появляется во время внезапного изменения скорости жидкости, в связи с закрытием или быстрым открытием клапана, крана или остановки насоса.
Этот жесткий удар часто выражается характерным шумом, и может повлечь разрыв трубопровода в крупных установках, вследствие двигающегося количества воды. Эта проблема может быть решенноа с установкой обратного клапана.
Используя явление гидроудара, возможно придумать устройство, позволяющее перекачивать воду на некоторую высоту без другой энергии, это - гидравлический удар.
Выражение избыточного давления, связанного с гидроударом:
При предварительно закрытом клапане , объемный расход Q, избыточное давление P появляется с права от клапана, величина которого дана в формуле Жуковского:
В этом выражении:
- избыточное давление δP выражено в Pa;
- Объемный расход в m3 / s;
- Zh - гидравлическое полное сопротивление, выраженное в кг / m4 / s.
Гидравлическое полное сопротивление Zh гидравлического трубопровода определяет важность гидроудара. Его определение:
где:
- ρ объемная масса жидкости, выраженная в кг / m3;
- А сечение трубопровода, там m2;
- Beff действительный модуль сжимаемости жидкости в трубопроводе, выраженный в Pa.
Этот модуль сжимаемости следует из серийной ставки некоторой гидравлической жесткости:
- присущая сжимаемость жидкости, определенная ее модулем адиабатической сжимаемости, Bl, возникающим из уравнения состояния обычно доступной жидкости под видом таблиц термодинамики;
- гибкость перегородок трубопровода, которая определяет эквивалентный модуль сжимаемости Beq. В случае трубопровода с круглым сечением, толщина стенок e которого маленькая по отношению к диаметру D, эквивалентный модуль сжимаемости будет равен
представлен модулем Юнга (выраженного в Pa) для материала из которого изготовлен трубопровод;
- в случае необходимости сжимаемости Bg газа не растворяющегося в жидкости, определяется так
γ это отношение удельной теплоты газа, α цена проветривания (объемная часть газа которая не растворилась), и P давление (в Pa).
Таким образом, действительный модуль сжимаемости проверяет:
В продолжение, видим, что можем смягчить гидроудар так:
- увеличивая диаметр трубопровода при постоянном расходе, то, что сокращает инертность колонны жидкости которую надо останавливать;
- выбирать для материал для трубопровода, имеющий меньший модуль Юнга;
- вводя устройство, которое увеличивает общую гибкость гидравлических трубопроводом, например гидравлический аккумулятор;
- в случае необходимости, когда это возможно, увеличивая процент воздуха , не растворившийся в жидкости.