Резкое изменение давления в напорном трубопроводе, возникающее при быстром изменении скорости потока, называется гидравлическим ударом.


Такое изменение давления иногда превышает в десятки и даже сотни раз рабочее давление в трубопроводе и может вызвать его разрушение.

Причиной гидравлического удара может быть внезапное закрытие задвижки на напорном трубопроводе, сопровождаемое резким увеличением давления, а также резкое открытие задвижки, когда давление падает в результате, увеличения скорости движения жидкости.

Труба длиной l одним концом присоединена к большому резервуару, а на другом конце имеет задвижку (рис.2-11). Жидкость в трубе движется со скоростью v. Прекратим движение жидкости быстрым закрытием задвижки. В результате кинетическая энергия движущейся массы жидкости преобразуется в энер­гию давления (потенциальную энергию), и давление в трубе у задвижки резко возрастает.

Рис.2-11. Схема возникновения гидрав­лического удара.

Из-за упругости жидкости и материала стенок трубы остановка жидкости и повышения давления произойдут не сразу, а относительно медленно от слоя к слою в направлении от задвижки к резервуару в виде так называемой ударной волны, движущейся со скоростью с в направлении, противоположном движению жидкости. В дальнейшем жидкость в трубопроводе оказывается вовлеченной в процесс постепенно затухающих колебаний давления.

Таким образом, если на трубопроводе, скорость течения воды в котором составляет, например, 1м/с, внезапно закрыть задвижку, то возникнет мгновенное повышение давления на 102 м. вод. ст.

Время, в течение которого ударная волна дойдет до резервуара, и отраженная волна, сопровождающаяся падением давления, вернется к задвижке, называется фазой гидравлического удара:

где l - длина трубопровода.

τ - фаза гидр. удара.

Для ослабления гидравлического удара время закрытия задвижки τз должно быть больше времени двойного пробега ударной волны.

Для этой цели на водопроводных трубах устанавливаются медленно закрывающиеся задвижки, воздушные колпаки и предохранительные клапаны, автоматически открывающиеся., при повышении давления выше нор­мального.

Явление кавитации.

Кавитация возникает в результате образования в движущейся жидкости областей с пониженным давлением, в которых выделяются пузырьки воздуха и паров перекачиваемой жидкости. Образовавшиеся области с пониженным давлением жидкость заполняет с большой скоростью, но, встречая на своем пути поверхность, ограничивающую поток жидкости, ударяется об нее с большой силой.

Явление кавитации заключается в том, что жидкость в этих областях действует как твердое тело и разрушает насос или трубопровод.

Кавитация вызывает механическое повреждение металла (эррозию) в местах ее появления и кавитационную коррозию (ржавление).

Интенсивное ржавление металла там, где возникает кавитация, в этих местах постоянно снимается поверхностный слой окислов металла, который предохраняет остальной металл от окисления.

Кавитация сопровождается шумом, а в отдельных случаях и вибрацией.

 

Возникновению кавитации способствует наличие острых кромок, шероховатости стенок peзкиe пoвopoты в трубопроводах и полостях охлаждения.

Возникновение кавитации предотвращают понижением высоты всасывания, уменьшением температуры перекачиваемой жидкости, устранением подсоса воздуха при всасывании, снижением числа и величины гидравлических сопротивлений на всасывании, устранением резких переходов и острых углов на пути перекачиваемой жидкости.

Кавитационному разрушению подвержены чугун и углеродистая сталь. Стойкими являютгся оловянистые бронзы и нержавеющая сталь. Кавитационную стойкость повышают облицовкой предохраняемых поверхностей пластмассами, резиной гальваническими покрытиями и поверхностными уплот­нениями металла.



Дата добавления: 2020-02-05; просмотров: 570;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.01 сек.