Общее описание гидравлического удара.

Общее описание гидравлического удара.

Общее описание гидравлического удара. Термин гидроудар обычно определяет изменение давления в напорном трубопроводе в результате изменения во времени средней скорости жидкости в любом сечении трубопровода. flow. In в этом случае проявляются как инерционные, так и упругие свойства жидкостей и трубопроводов. Рассмотрим основную особенность этого явления на примере нестационарного движения жидкости в горизонтальных цилиндрических трубах диаметром O и длиной b, прикрепленных к резервуару (рис. 7.1).на концах труб установлены клапаны, управляющие потоком жидкости.

В установившемся состоянии скорость потока жидкости, поступающей в атмосферу, поддерживается постоянной при открытом клапане. Людмила Фирмаль

• To упрощенно будем считать, что в первый момент клапан частично закрыт, а выходная скорость за клапаном значительно больше средней скорости жидкости V0 в трубе. Напор При о / 2% потеря давления в трубе (которая имеет порядок напора) незначительна по сравнению с Н-превышением свободной поверхности жидкости в баке по оси трубопровода. В этих условиях напорные линии и пьезоэлектрические провода практически совпадают друг с другом, они выровнены по всей трубе, за исключением незначительно коротких частей, которые непосредственно примыкают к клапану. Опорная плоскость проходит через ось трубопровода.

Таким образом, перед полным закрытием клапана в трубопроводе выполняются следующие начальные условия: по всей длине средняя скорость жидкости равна Y-U0, а гидродинамическое давление-p0 = p§H(игнорируя изменение силы под действием силы тяжести, мы видим, что давление в поперечном сечении потока постоянно). Предположим, что клапан закрывается мгновенно, и расход в плоскости управляющего элемента клапана мгновенно уменьшается от конечного значения до нуля. Поэтому, закрывая клапан, он мгновенно воздействует на поток жидкости по всей длине трубопровода. Бесконечно большое ускорение, возникающее при использовании модели несжимаемой жидкости, и за счет этого 145.

• Бесконечно большая сила, которой не может противостоять стенка трубы, указывает на то, что для объяснения явления, возникающего в трубопроводе при мгновенном закрытии клапана, необходимо учитывать сжимаемость жидкости и деформируемость стенки трубопровода. Дело в том, что в момент, когда клапан закрыт, только на сечении потока, наиболее близком к клапану (рис. 7.2, 1-1 из а), средняя скорость жидкости V уменьшается от Y0 до 0,а масса жидкости выше по течению продолжает двигаться и течь в клапан. valve. In кроме того, короткая длина трубопровода выше по течению от участка 1-1.： Слой останавливающей жидкости образуется толщиной Dx. Плотность жидкости в этом слое увеличивается. Давление повышается до p-p0 + p^.Это дополнительное давление из-за инерции, которое называется давлением гидравлического удара.

Под действием дополнительного давления Р расширяются стенки трубопровода. Перед этим участком трубопровода длины Dx предыдущие начальные условия течения (скорость V0 и давление p0) не изменяются и поток не возмущается. Масса ближайшего вверх по течению движущегося слоя жидкости для остановки перетекает в стопорный слой жидкости стопорной толщины Dx, этот слой также увеличит плотность жидкости и давление, а стенка трубопровода расширится. Аналогично, следующая (выше по течению) жидкая масса stops. As в результате через некоторое время после закрытия клапана в трубопроводе образуются 2 зоны (см. рис. 7.2, а).

Если жидкость несжимаема, то вся масса жидкости, заполняющей трубопровод, должна немедленно прекратиться(следовательно, с бесконечно большими ускорениями). Людмила Фирмаль

• В части, прилегающей к задвижке, средний поток жидкости равен V = 0, давление p = p0 + p^.Жидкость сжимается и стенки трубопровода расширяются. В части, прилегающей к резервуару, V = V0, p = p0, то есть сохраняется исходное состояние, и поток не нарушается в результате закрытия клапана. Границы между указанными областями называются фронтом гидроудара или фронтом возмущения. Эта граница движется вдоль трубы со скоростью А. Это, как правило, во много раз больше скорости жидкости. Скорость а зависит от упругих свойств жидкости и трубопровода. Время= b / l, фронт молотка воды причаливает входу pipeline.

In кроме того, по всему трубопроводу скорость жидкости равна y = 0, давление p = p0 + p^, жидкость сжимается и стенка трубопровода расширяется. Из-за действия избыточного давления трубопровода на давление резервуара вблизи входа в трубопровод жидкость выпускается из трубопровода и течет в резервуар со скоростью U0.Это происходит в слоях (потому что жидкость остановилась, когда клапан был ранее закрыт).Для каждого слоя V = Y0 начинает двигаться по направлению к резервуару, и давление каждого слоя падает до значения, определяемого уровнем воды в резервуаре. tank. As в результате, трубопровод.

Смотрите также:

Примеры решения задач по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Измерение расхода в трубопроводах.
2. Слияние и разделение потоков в трубопроводах.
3. Основные уравнения гидравлического удара.
4. Скалярное волновое уравнение.