Ce este un șoc hidraulic? Cauzele șocurilor hidraulice în țevi

Șoc hidraulic

Eroarea principală

Se consideră în mod eronat un impact hidraulic rezultatul umplerii lichidului cu un spațiu cu super-piston în motorul cu configurație corespunzătoare (piston). Ca urmare, pistonul nu ajunge în centrul mortului și începe să stoarcă apa. Aceasta, la rândul său, duce la defectarea motorului. În special, la ruperea tijei sau tijei de legătură, ruperea știfturilor în capul cilindrului, ruperea garniturilor.

clasificare

În funcție de direcția saltului de presiune, șocul hidraulic poate fi:

• Pozitiv. În acest caz, creșterea presiunii apare datorită unei rotații clare a pompei sau a închiderii țevii.
• Negativ. În acest caz, vorbim despre căderea de presiune datorată deschiderii amortizorului sau a pompei.

În funcție de timpul de propagare a valurilor și de perioada de suprapunere a supapei de închidere (sau a altor supape de închidere) în timpul căreia a fost generat un șoc hidraulic în țevi, acesta este împărțit în:

• Direct (plin).
• Indirect (incomplet).

În primul caz, frontul valului format se mișcă în direcția opusă direcției inițiale a curgerii apei. Deplasarea ulterioară va depinde de elementele conductei, care sunt amplasate înaintea supapei închise. Este probabil ca frontul valului să treacă în mod repetat direcția directă și inversă. Cu un impact hidraulic incomplet, debitul nu numai că poate începe să se deplaseze în cealaltă parte, dar trece parțial și mai departe prin supapă dacă nu este închis până la capăt.

efecte

Cel mai periculos este șocul hidraulic pozitiv în sistemul de încălzire sau în alimentarea cu apă. Dacă scăderea presiunii este prea mare, linia poate fi deteriorată. În particular, apar fisuri longitudinale pe conducte, ceea ce duce ulterior la o despicare, o încălcare a etanșeității în supapele de oprire. Din cauza acestor defecțiuni, echipamentul de alimentare cu apă începe să se defecteze: schimbătoare de căldură, pompe. În acest sens, șocul hidraulic trebuie prevenit sau redus rezistența acestuia. Presiunea apei devine maximă în timpul frânării fluxului atunci când toată energia cinetică este transferată la lucrarea de întindere a pereților principalului și comprimarea coloanei de lichid.

cercetare

Experimentat și teoretic a studiat fenomenul în 1899. Nikolai Zhukovsky. Cercetătorul a identificat cauzele șocului hidraulic. Fenomenul se datorează faptului că, în procesul de închidere a liniei pe care există un flux de lichid, sau în timpul (canalul de aderare mort capăt cu o sursă de energie hidraulică) rapide de închidere, este format dintr-o schimbare bruscă a presiunii și a vitezei apei. Nu este simultan de-a lungul întregii conducte. În cazul în care, în acest caz generează o anumită dimensiune, este posibil să se detecteze că schimbarea ratei are loc în direcție și mărime, iar presiunea - atât în ​​jos și de a crește în raport cu originalul. Toate acestea înseamnă că procesul oscilator are loc în linia principală. Se caracterizează printr-o scădere periodică și o creștere a presiunii. Acest întreg proces este diferit și efemeritate este cauzată de deformarea elastică a fluidului în sine și pereții conductelor. Zhukovsky a demonstrat că viteza cu care se propagă valul este direct proporțională cu compresibilitatea apei. Valoarea deformării pereților conductelor este, de asemenea, importantă. Acesta este determinat de modulul de elasticitate al materialului. Viteza undei depinde de diametrul conductei. Saltul bruscă a presiunii nu poate avea loc în linie, umplut cu gaz, deoarece este destul de ușor să se micșoreze.

Procesul de flux

Într-un sistem autonom de alimentare cu apă, de exemplu o casă de țară, poate fi utilizată o pompă pentru a crea presiune în conductă. Șoc hidraulic Apare atunci când consumul de lichid se oprește brusc - când robinetul este închis. Fluxul de apă care a făcut traficul de-a lungul autostrăzii nu poate să se oprească imediat. Stâlpul de inerție a lichidului se taie în "capătul mort" al apei, care se formează atunci când macara era închisă. De la releul de șoc hidraulic în acest caz nu ajută. Pur și simplu reacționează la salt prin oprirea pompei după ce robinetul este închis și presiunea depășește valoarea maximă. Oprirea, ca și oprirea debitului de apă, nu este instantanee.

exemple

Este posibil să se ia în considerare conducta cu o presiune constantă și mișcarea lichidului cu un caracter permanent, în care supapa închisă a fost brusc sau blocat brusc valva. Sistemul bine de apă, de obicei, un șoc hidraulic apare în cazul în care elementul de poarta inversă este situat mai mare decât nivelul static al apei (9 metri sau mai mult), sau scurgeri, în timp ce urmează deține valva fiind o presiune mai mare. În ambele cazuri apare descărcarea parțială. La următoarea pornire a pompei, apa de mare viteză va umple vidul. Lichidul lovește supapa închisă și să curgă peste ea, provocând salt de presiune. Ca urmare, apare un șoc hidrostatic. Aceasta contribuie nu numai la formarea fisurilor și distrugerea compușilor. În caz de salt de presiune sau motorul pompei deteriorate (și, uneori, ambele elemente imediat). Acest fenomen poate apărea în sistemele de acționare hidraulică volumetrică, atunci când se utilizează o supapă de bobină. Atunci când bobina este închisă de unul dintre canalele de injecție a fluidului, apar procedeele descrise mai sus.

Protecția împotriva șocurilor hidraulice

Forța saltului va depinde de viteza de curgere înainte și după închiderea liniei principale. Cu cât mișcarea este mai intensă, cu atât impactul este mai puternic atunci când o oprire bruscă. Viteza fluxului propriu-zis va depinde de diametrul liniei principale. Cu cât secțiunea transversală este mai mare, cu atât mișcarea lichidului este mai slabă. Din aceasta se poate concluziona că utilizarea conductelor mari reduce probabilitatea unui ciocan de apă sau îl slăbește. O altă modalitate este de a crește durata suprapunerii conductei de apă sau a pompei. Pentru suprapunerea treptată a țevii se utilizează elemente de închidere de tip portieră. În special pentru pompe, se folosesc kituri de pornire ușoară. Acestea fac posibilă nu numai evitarea ciocanului cu apă în timpul procesului de pornire, ci și creșterea semnificativă a duratei de viață a pompei.

compensatorilor

A treia opțiune implică utilizarea unui dispozitiv de amortizare. Este un rezervor de expansiune cu membrană, capabil să "stingă" salturile de presiune rezultate. Compensatoarele hidraulice ale ciocanului funcționează conform unui anumit principiu. Aceasta constă în faptul că, în procesul de creștere a presiunii, pistonul mișcă lichidul și comprimă elementul elastic (arc sau aer). Ca rezultat, procesul de șoc este transformat într-un proces oscilator. Datorită disipării energiei, aceasta din urmă se descompune destul de rapid fără o creștere semnificativă a presiunii. Compensatorul este utilizat în linia de umplere. Se încarcă cu aer comprimat la o presiune de 0,8-1,0 MPa. Calculul se efectuează aproximativ, în conformitate cu condițiile de absorbție a energiei coloanei de apă în mișcare din rezervorul sau acumulatorul de umplere către compensator.