Un șoc hidraulic reprezintă o creștere bruscă a presiunii în conductă atunci când fluidul în mișcare se oprește brusc. Șocul hidraulic poate apărea la închiderea rapidă a diferitelor dispozitive de blocare (supape, macarale), atunci când pompa oprește pomparea lichidului etc.
Fenomenul impactului hidraulic (figura 13.4) poate fi reprezentat după cum urmează. Luați în considerare conducta prin care fluidul se mișcă cu viteza v.
Ris.13.4. Fenomenul șocului hidraulic în țevi
Dacă macaraua instalată pe conducte este închisă rapid, stratul de lichid situat direct la robinet se oprește. În acest caz, energia cinetică a particulelor lichide devine potențială și presiunea crește rapid. Ca rezultat, stratul de lichid din apropierea macaralei este comprimat și conducta este deformată.
Data viitoare, stratul adiacent se va opri, apoi următorul și așa mai departe de-a lungul întregii lungimi a conductei.
Astfel, lichidul din țeavă nu se oprește instantaneu, ci după un anumit interval de timp, determinat de relație
unde L este lungimea conductei și C este viteza propagării undelor de șoc.
Timpul de oprire a ultimului strat de fluid (la punctul A) sau la momentul undei de șoc ajunge la secțiunea de intrare a conductei, în conducta tot lichidul va fi comprimat, viteza particulelor de fluid sunt zero, iar presiunea este maximă. În acest caz, presiunea lichidului din stânga este mai mică decât dreapta prin timpul Dt la punctul A. În aceste condiții, echilibrul fluidelor este perturbată și începe să se miște din conductă în rezervor, iar presiunea din scade conducte. După o perioadă de timp Dt, presiunea din conductă va deveni mai mică decât a fost înainte ca supapa să fie închisă și lichidul din rezervor să înceapă din nou să se miște în conductă. Datorită acțiunii rezistențelor interne, fluctuațiile de presiune din conductă vor fi atenuate.
Presiunea fluidului la un impact hidraulic este determinată de formula N.E. Zhukovsky
unde r este densitatea lichidului.
Pentru conductele de apă din fontă și oțel, se presupune că viteza de propagare a undelor de șoc este de 1000-1400 m / s.
Din formula (13.1), rezultă că viteza apei în conducta de v = 1 m / s, atunci când o creștere a presiunii de suprapunere ascuțite țeavă cu o valoare în ea, egală cu 100-140 kPa.
Șocul hidraulic este deosebit de periculos pentru conductele lungi în care se deplasează o masă semnificativă de lichid cu viteze ridicate și duce la deformarea conductelor și distrugerea lor.
Sunt utilizate diferite dispozitive structurale pentru a preveni distrugerea sistemelor hidraulice. Principalele sunt dispozitivele de blocare cu șurub, supapele de siguranță și hotele de aer (figura 13.5).
Fig. 13.5. Dispozitive care protejează conducta de șocul hidraulic
Dispozitive de blocare a șuruburilor; b - supape de siguranță;
in-air hoods
Dispozitivele de blocare a șuruburilor sunt simple, utilizate pe scară largă pentru a proteja conductele de șocurile hidraulice și pentru a asigura o perioadă de timp suficient de lungă de suprapunere a secțiunii transversale a conductei.
Dacă este necesară închiderea rapidă a conductei, se folosesc dispozitive speciale - supape de siguranță, capace de aer etc.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: