Vattenhammare i rörledningar är en omedelbar tryckökning. Skillnaden är förknippad med en kraftig förändring i vattenflödets hastighet. Därefter kommer vi att lära oss mer om hur hydrauliska stötar uppstår i rörledningar.
Huvud vanföreställning
Resultatet av vätskefyllning av överkolvsutrymmet i motorn med motsvarande konfiguration (kolv) anses felaktigt vara hydraulisk stöt. Som ett resultat når kolven inte dödpunkten och börjar komprimera vattnet. Detta leder i sin tur till motorhaveri. I synnerhet till ett brott i stången eller vevstaken, brott på dubbarna i cylinderhuvudet, brott på packningarna.
Klassificering
I enlighet med tryckstötens riktning kan vattenhammaren vara:
- Positiv. I detta fall uppstår tryckökningen på grund av en kraftig start av pumpen eller blockering av röret.
- Negativt. I det här fallet talar vi om ett tryckfall till följd av att spjället öppnas eller pumpen stängs av.
Enligt tidvågutbredning och perioden för stängning av ventilen (eller andra avstängningsventiler), under vilken en vattenhammare bildades i rören, är den uppdelad i:
- Rak (full).
- Indirekt (ofullständig).
I det första fallet rör sig fronten av den bildade vågen i motsatt riktning mot den ursprungliga riktningen för vattenflödet. Ytterligare rörelse kommer att bero på elementen i rörledningen, som är placerade före den stängda ventilen. Det är troligt att vågfronten kommer att passera upprepade gånger framåt och bakåt. Med en ofullständig vattenhammare kan flödet inte bara börja röra sig åt andra hållet, utan även delvis passera vidare genom ventilen om den inte är helt stängd.
Konsekvenser
Den farligaste anses vara en positiv vattenhammare i värme- eller vattenförsörjningssystemet. Om tryckstöten är för hög kan ledningen skadas. I synnerhet uppstår längsgående sprickor på rören, vilket sedan leder till en splittring, ett brott mot tätheten i ventilerna. På grund av dessa misslyckanden börjar VVS-utrustning misslyckas: värmeväxlare, pumpar. I detta avseende måste hydrauliska stötar förhindras eller minskas. Vattentrycket blir maxim alt i processen med flödesretardation när all kinetisk energi överförs till arbetet med att sträcka huvudväggarna och komprimera vätskekolonnen.
Forskning
Experimentellt och teoretiskt studerade fenomenet 1899 Nikolai Zjukovsky. Forskaren har identifieratorsaker till hydraulisk chock. Fenomenet beror på det faktum att i processen att stänga ledningen genom vilken vätskan strömmar, eller när den snabbt stängs (när en återvändsgränd kanal är ansluten till en hydraulisk energikälla), en kraftig förändring i tryck och vattenhastigheten bildas. Det är inte över hela pipelinen samtidigt. Om i detta fall vissa mätningar görs, kan det avslöjas att hastighetsförändringen sker i riktning och storlek och tryck - både i riktning mot minskning och ökning i förhållande till den ursprungliga. Allt detta gör att en oscillerande process äger rum i linjen. Det kännetecknas av en periodisk minskning och ökning av trycket. Hela denna process kännetecknas av förgänglighet och orsakas av elastiska deformationer av själva vätskan och rörets väggar. Zhukovsky bevisade att hastigheten med vilken en våg fortplantar sig är direkt proportionell mot vattnets kompressibilitet. Mängden deformation av rörväggarna är också viktig. Det bestäms av materialets elasticitetsmodul. Våghastigheten beror också på rörledningens diameter. En plötslig tryckökning kan inte uppstå i en ledning fylld med gas, eftersom den komprimeras ganska lätt.
Processframsteg
I ett autonomt vattenförsörjningssystem, som ett hus på landet, kan en borrhålspump användas för att skapa tryck i ledningen. Vattenslag uppstår när vätskeförbrukningen plötsligt upphör - när en kran stängs av. En ström av vatten som rör sigmotorväg, oförmögen att stanna omedelbart. Vätskepelaren genom tröghet kraschar in i rörledningens "återvändsgränd", som bildades när kranen stängdes. I det här fallet sparar inte reläet från vattenhammare. Den reagerar bara på överspänningen och stänger av pumpen efter att ventilen stängts och trycket överstiger maxvärdet. Avstängning, som att stoppa vattenflödet, är inte omedelbar.
Exempel
Man kan betrakta en rörledning med konstant tryck och vätskerörelse av konstant karaktär, där en ventil plötsligt stängdes eller en slussventil plötsligt stängdes. I ett vattenförsörjningssystem nere i hålet inträffar vattenslag vanligtvis när backventilen är högre än den statiska vattennivån (9 meter eller mer) eller läcker medan nästa ventil ovanför håller trycket. I båda fallen uppstår en partiell urladdning. Nästa gång pumpen startas kommer höghastighetsvattnet att fylla vakuumet. Vätskan träffar den stängda backventilen och flödet ovanför den, vilket orsakar en tryckstöt. Resultatet är vattenhammare. Det bidrar inte bara till bildandet av sprickor och förstörelse av leder. När en tryckstöt uppstår skadas pumpen eller elmotorn (och ibland båda elementen samtidigt). Detta fenomen kan uppstå i hydrauliska drivsystem med positiv deplacement när en slidventil används. När en av utloppskanalerna är blockerad av en spolevätskeuppkomstprocesser som beskrivs ovan.
Skydd mot vattenhammare
Styrkan på vågen beror på flödet före och efter blockeringen av motorvägen. Ju intensivare rörelsen är, desto starkare blir effekten när den plötsligt stoppas. Själva flödets hastighet beror på ledningens diameter. Ju större tvärsnitt desto svagare vätskerörelse. Av detta kan man dra slutsatsen att användningen av stora rörledningar minskar sannolikheten för vattenhammare eller försvagar den. Ett annat sätt är att öka varaktigheten för att stänga av vattentillförseln eller slå på pumpen. Avstängningselement av ventiltyp används för att gradvis stänga röret. Speciellt för pumpar används mjukstartssatser. De tillåter inte bara att undvika vattenslag under påslagning, utan ökar också pumpens livslängd avsevärt.
kompensatorer
Det tredje skydds alternativet innebär användning av en spjällanordning. Det är en membranexpansionstank, som kan "släcka" de resulterande tryckstötarna. Vattenhammarskompensatorer fungerar enligt en viss princip. Det ligger i det faktum att i processen att öka trycket rör sig kolven med vätska och det elastiska elementet (fjäder eller luft) komprimeras. Som ett resultat omvandlas chockprocessen till en oscillerande. På grund av energiförlust sönderfaller den senare ganska snabbt utan att trycket ökar nämnvärt. Kompensatorn används i påfyllningslinjen. Det laddastryckluft vid ett tryck av 0,8-1,0 MPa. Beräkningen görs ungefär, i enlighet med villkoren för att absorbera energin från drivkolonnen av vatten från påfyllningstanken eller ackumulatorn till kompensatorn.
