Гідроудар в трубопроводах - Rocd @ cier

Цей курс трубопроводів випливає зі статті про діаметри колісних труб або наступної статті про товщину труб. Ви також можете побачити всі курси трубопроводів

Зв'язок з бараном? ТАК!

3.1.11 Гідроудар в трубах

Розглянемо (рис. 1-28) трубу, в якій рідина тече з постійною швидкістю. Якщо раптом метелик, встановлений у цій трубі, закритий (рис. 1-29), маса рідини, що таким чином зупинилася, різко стикається із затвором і утворюється "ударна хвиля", яка піднімається вгору по трубі, щоб "зустріти перешкоду (наприклад, біфуркація на клапані), яка відображатиметься повністю або частково.

У разі води або інших рідин швидкість розповсюдження гідроудару коливається від тисячі м/с у випадку з металевою трубою до приблизно п’ятнадцяти м/с у випадку з гумовою трубкою.

Надмірний та надлишковий тиск, спричинений гідроударом, може бути небезпечним для керування автомобілем. Коли їх не уникнути, їх можна обмежити за допомогою пристроїв з високою деформативністю, які, розміщені в трубі, поглинають їх, відбиваючи лише частково.

Приклади таких пристроїв: балансувати димоходи, повітряні дзвони, поршні бампера тощо ...

Надлишковий тиск через гідроудар можна визначити за допомогою співвідношення:

У якій:  p = збільшення тиску за рахунок гідроудару в барі

 = щільність рідини в кг/дм³

vp = швидкість поширення ударної хвилі в трубопроводі в м/с (див. формулу

зАллієві)

v 0 = швидкість рідини в трубі м/с

v 1 = швидкість рідини в трубі через інтервал, еквівалентний часу назовні і

повернення ударної хвилі.

g = прискорення сили тяжіння (9,81 м/с²)

vp =

Відносини практично не залежать від природи рідини

di = внутрішній діаметр рідини в м

e = товщина труби в м

K = змінний коефіцієнт відповідно до матеріалу трубки

Сталь k = 0,5

Гума та пластмаси k = 15

Ефект таранної труби

Розглянемо сталеву трубу, di = 50мм; e = 2,5 мм, довжина l = 300 м, транспортування води під тиском 20 бар з швидкістю v 0 = 2 м/с. Який тиск буде досягнутий, якщо труба перекрита клапаном, що закривається через 0,3 с. Чи буде гідроудар ?

Швидкість vp хвилі тиску в трубопроводі становить приблизно:

Vp =

t =

Цей час повільніший, ніж той, який необхідний для закриття клапана, і тому v 1 = 0

отже:  p = = 26,4 бар

Тиск, досягнутий під час гідроудару = 20 + 26,4 = 46,4 бар

Як правило, великий гідроудар виникає, коли загальний тиск ударної хвилі досягає 150% від значення нормального тиску в трубопроводі. Завжди обмежуйте цей тиск між 110 і 115%.

У нашому випадку можна сказати, що буде дуже значний гідроудар (230%)