Un șoc hidraulic direct are loc la momentul închiderii supapei. unde L este distanța față de rezervor sau rezervor capabil să mențină o presiune constantă;
C este viteza de propagare a undelor de șoc în conductă.
În cazul unui șoc hidraulic direct, se creează forța totală de impact.
Șoc hidraulic indirect se obține atunci când. O astfel de lovitură este caracterizată de o forță mai mică.
O creștere bruscă a presiunii poate fi calculată prin metoda din M.E. Zhukovsky.
Luați în considerare un șoc hidraulic direct când supapa se închide brusc la capătul conductei. Pentru a deriva dependențele de bază, aplicăm teorema privind scăderea cantității de mișcare. Cu o astfel de grevă, cel mai apropiat strat de apă dintre secțiunile zonei nn-mm se închide mai întâi la zăvor. În acest volum, apa se va micșora și, în același timp, datorită elasticității, pereții conductei se vor extinde.
Înainte de a opri debitul de apă, presiunea înaintea supapei a fost P0. și după oprire va crește și va fi P1. adică, presiunea va crește cu o sumă. Pentru un interval de timp infinitezimal, masa fluidului din volum se oprește și pierde cantitatea de mișcare. unde este viteza inițială și viteza la momentul opririi.
Momentul forțelor care acționează în aceeași perioadă
.
Conform teoremei privind cantitatea de mișcare, schimbarea ei este egală cu impulsul forțelor care acționează în același interval de timp infinitezimal, și prin urmare. de unde.
În legătură cu faptul că raportul este viteza de propagare a undei de șoc C în conductă, obținem o creștere a presiunii
Creșterea presiunii în conductă
Să determinăm viteza de propagare a undei de șoc C pentru o conductă elastică cu secțiune circulară.
Luați în considerare un compartiment cu lichid cu o lungime a secțiunii inițiale a secțiunii transversale. Deasupra secțiunii transversale, mișcarea lichidului are loc, ca înainte de închiderea cu viteză. În acest sens, pentru o perioadă de timp în acest compartiment va primi un volum suplimentar de fluid:
.
În timp, volumul compartimentului este mărit prin întinderea pereților conductei sub efectul creșterii presiunii cu o cantitate. În plus, volumul inițial de lichid din compartiment datorat creșterii presiunii va scădea datorită comprimării lichidului.
Plecând de la legea conservării masei unui fluid sub un șoc hidraulic și neglijând cantitățile infinite de ordinul doi, putem scrie
Volumul este determinat din condiția creșterii suprafeței inițiale a secțiunii vii până la valoarea când pereții conductei sunt întinși de la.
.
Reducerea volumului inițial datorită comprimării fluidului
,
unde este determinat coeficientul de comprimare a volumului în conformitate cu recomandările.
Având în vedere acest lucru. unde este modulul vrac al fluidului.
Înlocuirea valorilor. și în (5) obținem :,
Deci, cum. a. putem scrie dependența (6) în formă. sau ca o tranziție la limite :.
Să luăm în considerare deformarea relativă a zonei conductei, neglijând infinitele de ordinul doi.
Din mecanica corpurilor elastice, este cunoscut faptul că deformarea relativă este exprimată poate fi exprimată în funcție de solicitarea la întindere cauzate de aceasta în materialul țevii și modulul de elasticitate al legii lui Hooke: E
.
Din fizică se știe că stresul din pereții conductei poate fi exprimat prin formula lui Mariott. unde e este grosimea pereților.
Înlocuind ultima expresie și după transformări minore, obținem dependența de determinarea vitezei
Din fizică se știe că expresia este viteza sunetului într-un mediu lichid.
Apoi, pentru conducte cu apă
De obicei, această formulă determină viteza de propagare a undei de șoc și înlocuiește valoarea obținută în
După ce a determinat viteza c, se poate găsi timpul pentru care valul de șoc ajunge la rezervor. Ajungând iaz cu o cantitate mare de apă în picioare, unda de șoc reflectată de la ea și du-te înapoi prin conducta la supapa sub formă de valuri de joasă presiune, care este, în acest caz, semnul val va inversa: în cazul în care a existat o creștere, va cădea. Timpul în care valul de șoc trece pe calea spre rezervor și revine la supapă,
Atunci când apa se deplasează în conductă în rezervorul de mai sus, undele de șoc începe cu o scădere a presiunii, iar spatele are o creștere.
Un șoc hidraulic indirect are loc dacă timpul de închidere al supapei este mai mare decât faza impactului
Metodele de combatere a loviturilor de berbec sunt măsuri pentru a preveni o presiune ridicată sau scăzută periculoase în conductă și măsuri pentru a le proteja, în cazul în care apar fluctuațiile de presiune periculoase. Măsuri împotriva apei dependente de condițiile de alimentare cu apă ciocan: Apa este alimentat la pompe într-un rezervor elevat sau merge în jos prin gravitație din rezervor.
Dacă apa curge prin gravitate și supapa este la capătul inferior al conductei, sunt posibile următoarele măsuri:
1. Cea mai des utilizată este cea mai lentă închidere a supapei. Această măsură se bazează pe faptul că cu cât este mai mare timpul de închidere al supapei. cu atât mai puțin este viteza pierdută în conductă și cu cât este mai mică creșterea presiunii de la impactul hidraulic. Prin urmare, aparatul tinde să supapele de acest design care ar oferi închidere lină și nu inegale la scăderea rapidă a deschideri de poarta de trecere. În acest sens, mici conductele de diametru să fie instalate supape care închid relativ lente și nu alunecare de tip poarta sau stopcock.
2.The conductele tancuri supratensiune care sunt conectate cu o conductă tancuri intermediare umplute cu apă până la o înălțime corespunzătoare presiunii normale montate. Cu un șoc hidraulic, un anumit volum de apă intră în rezervor, iar presiunea suplimentară este stinsă rapid.
În aceste scopuri, sunt utilizate și capace de aer. Dacă apa este alimentată de jos în sus de pompe în partea superioară a rezervorului, apare un ciocan de apă datorită opririi pompei datorită întreruperii alimentării cu energie electrică a motorului. Datorită faptului că supapa de reținere instalată la pompă se închide foarte repede, la începutul conductei de evacuare. în vederea întreruperii abrupte a alimentării cu apă, există un șoc hidraulic, care este practic drept pentru linii de apă lungi.
Lupta împotriva acestor atacuri se poate desfășura în mai multe moduri. Una dintre ele este o instalație, un astfel de dispozitiv de descărcare de gestiune, care se deschide când se apropie undă de șoc și trece apa în gura.
3. O altă modalitate este să scoateți supapa de reținere și să lăsați apa să treacă în direcția opusă prin pompă.
4. Utilizarea țevilor din materiale cu module mici elastice (cauciuc etc.)
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: