Vannhammer i rørledninger er en øyeblikkelig trykkstøt. Forskjellen er forbundet med en kraftig endring i hastigheten på vannstrømmen. Deretter skal vi lære mer om hvordan hydraulisk sjokk oppstår i rørledninger.
Hovedvrangforestilling
Resultatet av væskefylling av overstempelrommet i motoren med den tilsvarende konfigurasjonen (stempelet) anses feilaktig å være hydraulisk sjokk. Som et resultat når stempelet ikke dødpunktet og begynner å komprimere vannet. Dette fører igjen til motorsvikt. Spesielt til brudd i stangen eller vevstangen, brudd på tappene i sylinderhodet, brudd på pakningene.
klassifisering
I henhold til retningen på trykkstøt kan vannslag være:
- Positivt. I dette tilfellet oppstår trykkøkningen på grunn av en skarp start av pumpen eller blokkering av røret.
- Negativ. I dette tilfellet snakker vi om et trykkfall som følge av at spjeldet åpnes eller pumpen slås av.
Ifølge tidbølgeutbredelse og perioden for lukking av ventilen (eller andre stengeventiler), hvor det dannes en vannhammer i rørene, er den delt inn i:
- Rett (full).
- Indirekte (ufullstendig).
I det første tilfellet beveger fronten av den dannede bølgen seg i motsatt retning av vannstrømmens opprinnelige retning. Ytterligere bevegelse vil avhenge av elementene i rørledningen, som er plassert før den lukkede ventilen. Det er sannsynlig at bølgefronten vil passere gjentatte ganger fremover og bakover. Med en ufullstendig vannhammer kan strømmen ikke bare begynne å bevege seg i den andre retningen, men også delvis passere videre gjennom ventilen hvis den ikke er helt lukket.
Konsekvenser
Den farligste anses å være en positiv vannhammer i varme- eller vannforsyningssystemet. Hvis trykkstøtet er for høyt, kan ledningen bli skadet. Spesielt oppstår langsgående sprekker på rørene, noe som deretter fører til en splittelse, et brudd på tettheten i ventilene. På grunn av disse feilene begynner rørleggerutstyr å svikte: varmevekslere, pumper. I denne forbindelse må hydraulisk sjokk forhindres eller reduseres. Vanntrykket blir maksim alt i prosessen med strømningsretardasjon når all kinetisk energi overføres til arbeidet med å strekke veggene i hovedledningen og komprimere væskesøylen.
Research
Eksperimentelt og teoretisk studert fenomenet i 1899 Nikolai Zhukovsky. Forskeren har identifisertårsaker til hydraulisk sjokk. Fenomenet skyldes det faktum at i prosessen med å lukke ledningen som væsken strømmer gjennom, eller når den er raskt lukket (når en blindveiskanal er koblet til en kilde til hydraulisk energi), en skarp endring i trykk og vannhastigheten dannes. Det er ikke over hele rørledningen samtidig. Hvis det i dette tilfellet gjøres visse målinger, kan det avsløres at endringen i hastighet skjer i retning og størrelse, og trykk - både i retning av reduksjon og økning i forhold til den opprinnelige. Alt dette betyr at en oscillerende prosess finner sted i linjen. Det er preget av en periodisk reduksjon og økning i trykk. Hele denne prosessen er preget av forgjengelighet og er forårsaket av elastiske deformasjoner av selve væsken og rørets vegger. Zhukovsky beviste at hastigheten som en bølge forplanter seg med er direkte proporsjonal med komprimerbarheten til vannet. Mengden deformasjon av rørveggene er også viktig. Det bestemmes av elastisitetsmodulen til materialet. Bølgehastighet avhenger også av rørledningens diameter. En plutselig trykkstøt kan ikke oppstå i en ledning fylt med gass, siden den komprimeres ganske enkelt.
Prosessfremgang
I et autonomt vannforsyningssystem, som et landsted, kan en borehullspumpe brukes til å skape trykk i ledningen. Vannslag oppstår når væskeforbruket plutselig stopper - når en kran stenges. En vannstrøm som beveger segmotorvei, ikke i stand til å stoppe umiddelbart. Væskekolonnen ved treghet krasjer inn i rørleggerens "blindvei", som ble dannet da kranen ble lukket. I dette tilfellet sparer ikke reléet fra vannhammer. Den reagerer bare på overspenningen, og slår av pumpen etter at ventilen er stengt og trykket overskrider maksimalverdien. Avstengning, som å stoppe vannstrømmen, er ikke umiddelbar.
Eksempler
Man kan vurdere en rørledning med konstant trykk og væskebevegelse av konstant karakter, der en ventil ble brått stengt eller en portventil plutselig ble stengt. I et nedihulls vannforsyningssystem oppstår vannslag vanligvis når tilbakeslagsventilen er høyere enn det statiske vannivået (9 meter eller mer) eller lekker mens neste ventil over holder trykket. I begge tilfeller oppstår en delvis utflod. Neste gang pumpen startes, vil høyhastighetsvannet fylle vakuumet. Væsken treffer den lukkede tilbakeslagsventilen og strømmen over den, og forårsaker en trykkstøt. Resultatet er vannhammer. Det bidrar ikke bare til dannelsen av sprekker og ødeleggelse av ledd. Når en trykkstøt oppstår, blir pumpen eller den elektriske motoren (og noen ganger begge elementene samtidig) skadet. Dette fenomenet kan oppstå i hydrauliske drivsystemer med positiv forskyvning når en spoleventil brukes. Når en av utløpskanalene er blokkert av en spolevæskedannelsesprosesser beskrevet ovenfor.
Beskyttelse mot vannhammer
Styrken på bølgen vil avhenge av strømningshastigheten før og etter blokkeringen av motorveien. Jo mer intens bevegelsen er, desto sterkere blir støtet når det plutselig stoppes. Selve strømmens hastighet vil avhenge av ledningens diameter. Jo større tverrsnitt, jo svakere er væskebevegelsen. Fra dette kan det konkluderes at bruk av store rørledninger reduserer sannsynligheten for vannslag eller svekker den. En annen måte er å øke varigheten av å stenge vannforsyningen eller slå på pumpen. Ventil-type stengeelementer brukes til å gradvis lukke røret. Spesielt for pumper brukes mykstartsett. De gjør det ikke bare mulig å unngå vannslag under innkobling, men øker også pumpens levetid betydelig.
kompensatorer
Det tredje beskyttelses alternativet innebærer bruk av en spjeldenhet. Det er en membranekspansjonstank, som er i stand til å "slukke" de resulterende trykkstøtene. Vannhammerkompensatorer fungerer etter et visst prinsipp. Det ligger i det faktum at i prosessen med å øke trykket, beveger stempelet seg med væske og det elastiske elementet (fjær eller luft) komprimeres. Som et resultat blir sjokkprosessen forvandlet til en oscillerende. På grunn av energispredning forfaller sistnevnte ganske raskt uten vesentlig trykkøkning. Kompensatoren brukes i påfyllingslinjen. Det blir belastettrykkluft ved et trykk på 0,8-1,0 MPa. Beregningen gjøres tilnærmet i samsvar med betingelsene for å absorbere energien til drivsøylen med vann fra fylletanken eller akkumulatoren til kompensatoren.
