Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Гідравлічний удар у трубопроводах.
Гідравлічний удар може мати місце тільки в напірних трубопроводах і є прикладом несталого руху рідини в них. Гідравлічний удар - це різке збільшення або зменшення тиску в напірних трубопроводах внаслідок різкого перекриття або відкриття їх, що викликає різке збільшенняабо зменшення швидкості руху рідини в трубопроводі. Явище гідравлічного удару для трубопроводів негативне, оскільки значне підвищення тиску може викликати розрив трубопроводу. Впершеце явище було досліджене російським ученим М. Є. Жуковським, і результати досліджень були опубліковані в 1898р. При гідравлічному ударі збільшення тиску, викликане ним, - Δр - підсумовується з тиском у трубопроводі до гідравлічного удару ро, ізагальний тиск р буде дорівнювати р=р0+Δр. (1.230) Розглянемо явище гідравлічного удару при миттєвому закритті засувки 2, розташованої в кінці горизонтального трубопроводу 1 (рис.1.47).
Рис. 1.47. Схеми до визначення тиску при гідравлічному ударі: 1 - трубопровід; 2 – засувка. За нескінченно малий проміжок часу після закриття засувки відсік ЕЕКК довжиною Δ l, який примикає до засувки, зупиниться (рис. 1.47, б). Рідина в трубопроводі продовжує рухатись зі швидкістю V 0, внаслідок чого тиск у відсіку збільшиться на величину Δр, яку можна визначити за допомогою теореми про зміну кількості руху, застосувавши її до маси рідини, що зупинилася. Кількість руху в об'ємі відсіку ЕЕКК до закриття засувки - КР = ρωΔLV 0, (1.231) де ω - площа перерізу труби; V 0 - швидкість руху рідини до закриття засувки. Після закриття засувки рідина зупиниться, швидкість і кількість Руху зменшаться до нуля, тобто зміна кількості руху буде дорівнювати самій кількості руху, яка мала місце до закриття засувки. Зміна кількості руху буде дорівнювати імпульсу сили: IC =(p 0 + Δp) ωΔt - p 0 ωΔ t = ΔpωΔt. (1.232) Прирівняємо кількість руху й імпульс сили: ρωΔ LV 0 = ΔpωΔt. (1.233) Позначимо с = Δ L / Δ t, отримаємо формулу підвищення тиску при гідравлічному ударі: Δ p=ρV0c, (1.234) де с - швидкість розповсюдження ударної хвилі. Протягом наступного нескінченно малого проміжку часу зупиниться наступний, ближчий до першого, відсік рідини, і підвищення тиску, яке почалося біля засувки, розповсюдиться по трубопроводу проти течії у вигляді хвилі підвищення тиску. Після збігу часу L / с зупиниться останній відсік рідини в трубопроводі. Вся рідина буде стиснена, але цей стан нестійкий, оскільки рівень її в резервуарі не змінюється.
Приріст тиску Δ p погаситься, і спад тиску почне розповсюджуватися зі швидкістю с у вигляді хвилі зниження тиску. Через час t ф = 2 L / c у трубопроводі відновиться початковий тиск. Час t ф називається часом фази, тобто це час проходження ударної хвилі до резервуара й назад. Таким чином, у момент часу тиск біля засувки знизиться на величину Δр= ρV 0 c, тобто на таку, на яку він підвищувався. Зниження тиску буде розповсюджуватися у тому ж порядку, що і його підвищення, і в момент t =3 L / с воно досягне резервуара. Відбившись від нього, хвиля тиску через t =4 L / с повернеться до засувки, і рідина в трубопроводі прийме початковий стан.
Рис. 1.48.Діагарама зміни тиску в трубопроводі при гідравлічному ударі. Проілюструємо зміну тиску в точці О діаграмою (рис. 1.48). Діаграма (рис 1.48) складається з відрізків, паралельних осі часу t, які знаходяться від неї поперемінне то на відстані р0+Δр, то р – Δр почергово через проміжок часу t ф = 2 L / c. Швидкість розповсюдження ударної хвилі с в пружному круглому трубопроводі визначається за формулою c = , (1.235) де d - діаметр трубопроводу; δ -товщина стінки трубопроводу; Ер - модуль об'ємної пружності рідини; Е T р - модуль об'ємної пружності трубопроводу (матеріалу). У табл. 1.10 наводиться відношення Ер/Е T р для води і для деяких матеріалів труб.
Таблиця 1.10. Відношення Ер/Е T р
Швидкість розповсюдження ударної хвилі води в металевих трубах складає близько 1000 м/с, а підвищення тиску (при швидкості V≈ 1,0 м/с) Δ р = 106 Па = 1 МПа. У залежності від співвідношення часу закриття засувки Тз, і фази гідравлічного удару t ф розрізняють прямий і непрямий гідравлічний удар.
Гідравлічний удар називається прямим, якщо Тз < t ф, підвищення тиску Δ р при цьому визначається за формулою (1.234). При Тз > t ф гідравлічний удар називається непрямим, і підвищення тиску визначається залежністю Δр=2ρ LV0 / Тз. (1.236) Оскільки явище гідравлічного удару негативне, то для недопущення його застосовуються різні заходи і пристрої. Основним з них там, де це можливо, є недопущення прямого гідравлічного удару, тобто забезпечення повільного перекриття трубопроводів, що й робиться, наприклад, у побутових водорозбірних кранах. Тоді раптове підвищення тиску Δр визначається за залежністю (1.236), згідно з якою воно менше, ніж при прямому ударі (1.234). У боротьбі з гідравлічним ударом застосовуються запобіжні клапани, водоповітряні резервуари та ін.
|
||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-12-15; просмотров: 81; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.129.211.165 (0.009 с.) |