Гидроудар

Жак Фэсэндер

Перевод с французского: Лямпорт А.С.


Источник: Jacques Faisandier, Mecanismes hydrauliques et pneumatiques, 8e edition, Dunod, Paris, 1999
http://fr.wikipedia.org/wiki/Coup_de_belier


ВВЕДЕНИЕ

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.

Литература

  1. Jacques Faisandier, Mecanismes hydrauliques et pneumatiques, 8e edition, Dunod, Paris, 1999 (ISBN 2100499483)
НАЗАД К БИБЛИОТЕКЕ