Гидравлический удар в трубах

Под гидравлическим ударом понимают резкое увеличение давления в трубопроводах при внезапной остановке движущейся в них жидкости. Гидравлический удар может иметь место, например, при быстром закрытии различных запорных приспособлений, устанавливаемых на трубопроводах (задвижка, кран), внезапной остановке насосов, перекачивающих жидкость, аварии на трубопроводе (разрыв, нарушение стыка) и других причин. Особенно опасен гидравлический удар в длинных трубопроводах, в которых движутся значительные массы жидкости с большими скоростями, в связи с чем в движущейся жидкости появляются силы инерции, которые и вызывают резкое и значительное повышение давления. В этих случаях, если не принять соответствующих предупредительных мер, гидравлический удар может привести к повреждению мест соединений отдельных труб (стыки, фланцы, раструбы), разрыву стенок трубопровода, поломке насосов и т.д.

Впервые гидравлический удар в трубах был изучен Н.Е.Жуковским, который в 1898 г. дал теоретическое обоснование этого явления и предложил метод его расчета. Формула Н.Е.Жуковского имеет вид:

, (33)

Где: Ар – ударное давление, Н/м²;

р – плотность жидкости, кг/м³;

О – скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с;

с – скорость распространения ударной волны, которая в обычных условиях приближенно принимается в равной 1200 м/с для стальных труб и 1000 м/с - для чугунных.

Задачи

3.1 Определить повышение давления Ар, возникающее при внезапном закрытии задвижки на водопроводной трубе, ели скорость движения воды 1 м/с. Скорость распространения ударной волы с принять равной 1000 м/с.

3.2 Определить мгновенное повышение давления в трубе при гидравлическом ударе, если внутренний диаметр ее с!=200мм, а расход воды Q=200 м³/ч. Скорость распространения ударной волны с=1200 м/с.

3.3 Определить минимальное время закрытия задвижки на трубопроводе длиной €=500 м при скорости воды О =2 м/с, если допустимое повышение давления не должно превышать 0,5 МПа.

Контрольные вопросы

1 Какой трубопровод называют сложным?

2 Как найти суммарную характеристику трубопровода при последовательном и параллельном соединении отдельных его участков?

3 Сифон. Его принцип действия, область применения и основы расчета.

4 Назовите причины возникновения гидравлического удара в трубах, методы борьбы с ним и основы расчета.

Практическая работа № 4

Дата добавления: 2015-07-11