Гидравлика. Евдокимов Л.И. - 54 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГЛТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

54
паров, то, как и при кавитации, в жидкости образуются полости, заполненные
паром. В четвертой фазе гидроудара давление в жидкости растет от
p
min
до
р
,
пар конденсируется и в полости с очень большой скоростью устремляется
жидкость. Возникают местные гидроудары с очень большим повышением
давления, что обычно приводит к разрушению трубопровода. Такие случаи
возникают, например, при остановке насоса.
Величина скачка давления в первой фазе гидроудара может быть рас-
считана по формул:
C
V
p
ρ
=
∆
. (41)
Используемая в этой зависимости скорость распространения ударной
волны
С
близка по величине к скорости распространения звука в жидкости
(для воды она составляет порядка 1500 м/с). Точное ее значение можно опре-
делить по формуле Н.Е.Жуковского:
δ
+
ρ
=
d
E
K
K
C
1
,
(42)
где, K – модуль объемной упругости жидкости, Па; E – модуль упругости
материала трубы, Па; δ - толщина стенки трубы, м; d
– диаметр трубы, м; ρ –
плотность жидкости, кг/м
3
.
Приведенная расчетная зависимость для скачка давления справедлива
только для первой фазы прямого гидроудара (прямым, называется гидро-
удар, при котором время закрытия клапана меньше времени движения удар-
ной волны от клапана к баку и обратно).
При непрямых гидроударах расчет
∆
p
сложен, но возможен. Опреде-
лить же величину скачка давления, возникающего в третьей и четвёртой фа-
зе, не представляется возможным.
Наиболее эффективным способом снижения прироста давления при
гидроударе является устранение возможности возникновения прямого гидро-
удара. Для этого запорные элементы выполняются так, что их закрытие мо-
жет осуществиться только в течении достаточно большого времени (
τ
>
2L/C). Аналогичный эффект достигается установкой перед запорными уст-
ройствами гидроаккумуляторов (например, воздушных колпаков, в которых,
при повышении давления, сжимается воздух и таким образом амортизирует-
ся гидроудар) или предохранительных клапанов, открывающихся при по-
вышении давления в трубе выше допустимого.
Кроме перечисленных негативных случаев, гидроудар может быть ис-
пользован в некоторых устройствах для производства полезной работы. Од-
ним из примеров этого может служить так называемый гидравлический та-
ран (рис. 41). При помощи этого устройства вода из низконапорного резер-
вуара 1 может автоматически нагнетаться в резервуар 6, находящийся на бо-
лее высоких отметках. Оно работает следующим образом.

Страницы