Гидравлический удар в напорном трубопроводе
Резкое изменение скорости течения напорного потока жидкости вызывает в нем практически мгновенное значительное повышение (снижение) давления. Это явление называют гидравлическим ударом. Физически повышение давления при гидроударе обусловливается переходом кинетической энергии жидкости (существенной даже при сравнительно небольших величинах скорости благодаря значительной плотности) в энергию давления. Повышение давления при резкой остановке жидкости может вызывать даже разрушение трубопровода.
Анализ явления гидроудара можно произвести на основе модели одномерного неустановившегося течения жидкости (рис.6.10). Пусть в конце напорного трубопровода конечной длины произошло мгновенное закрытие запорного органа. При этом не вся масса жидкости прекратит свое движение мгновенно. Вначале прекращает движение слой жидкости, непосредственно соприкасающийся с запорным органом. Давление в заторможенном слое повышается за счет перехода его кинетической энергии в энергию давления. В дальнейшем импульс ударного давления начинает распространяться против течения потока со скоростью распространения возмущений в среде (скоростью звука), вызывая остановку слоев жидкости на увеличивающемся со временем расстоянии от запорного органа. Остановившаяся масса жидкости, подвергающаяся воздействию ударного давления, уплотняется (сжимается). С течением времени волна повышенного давления до-
|
Рис. 6.10: Схема |
стигает начального сечения трубопровода. На этом завершается первая фаза гидроудара — фаза распространения повышенного давления в трубе. Вследствие сжатия жидкости в трубопроводе в период первой фазы в него поступает дополнительное количество жидкости.
|
- 1------------ Ч 1--- П> ! ! 1 111 1 1 1 |
"l Г" |
|
I 1' AMtl ' / П i / I !/ 1 J/* / 1 f 1 v |
I \ 1 I 1 V. 1 ] |
|
i i M |
1 1 1 1 I 1 |
|
il /1 i г ludi 1 1 |
1 1 |
|
1 1 |
|
|
L__ 1 1___ J |
1___ I |
|
t |
Рис. 6.11: Изменение давления у задвижки в процессе гидравлического удара
предыдущаяследующая
