Перейти на главную
Справочник по гидравлике Гидравлические калькуляторы Гидравлическая аппаратура Гидроцилиндры Насосы Компрессоры
Статья оказалась полезной?
Подписаться
Подпишитесь на нашу группу ВКонтакте или канал на Youtube
    Участники группы могут:
  • Скачивать чертежи и гидросхемы
  • Получать справочные материалы
  • Влиять на тематику новых статей
  • Участвовать в голосованиях, конкурсах

Вступая в группу, подписываясь на канал, оставляя комментарии, вы помогаете развивать сайт.

Лучшие статьи
Расчеты, проектирование / Теоретические основы / Что такое гидравлический удар
2018-11-15

Гидравлический удар

Гидравлический удар - это колебательный быстротечный процесс, возникающий в упругом трубопроводе с капельной жидкостью, характеризующийся чередованием резких повышений и понижений давления.

Гидравлический удар возникает при резком изменении проходного сечения трубопровода, например при резком закрытии крана, или переключении гидрораспределителя в длинных трубопроводах.

Вычислить изменение давления при прямом гидравлическом ударе можно используя формулу Н.Е Жуковсокго.

ΔP = ±ρ·a·ΔV
  • где ΔP - изменение давления;
  • ΔV - изменение скорости;
  • ρ - плотность жидкости;
  • a - скорость звука в потоке.

Как протекает гидроудар?

Рассмотрим гидравлическую систему, состоящую из резервуара, наполненного жидкостью, трубопоровода длиной L и диаметром d, и шарового крана.

Схема для исследования гидроудара

При резком перекрытии проходного сечения трубопровода частицы жидкости внезапно останавливаются преградой, их кинетическая энергия переходит в работу деформации жидкости и растяжению стенок трубы, жидкость уплотняется, а давление возрастает на величину ΔP.

Первая фаза гидроудара - резкое перекрытие крана

На остановленные частицы наталкиваются следующие, их кинетическая энергии также переходит в деформацию. Таким образом образуется фронт возмущения, который со скоростью (a) движется по трубопроводу в направлении от крана.



К моменту времени t=L/a жидкость в во всей трубе становится заторможенной, а давление повышенным на величину ΔP. Начинается отток жидкость в резервуар, где давление теперь ниже.

Вся жидкость в трубе заторможена

Волна повышенного давления ΔP давления, отражается от резервуара волной противоположного знака -ΔP, начинается двигаться по направлению к крану.

Волна гидроудара, отраженная от резервуара движется в обратном направлении

К моменту t=2L/a в трубе установиться первоначальное давление, но это состояние неустойчивое.

Отразившаяся волна дошла до крана

Из-за инерционности среды у крана кинестетическая энергия будет в работу деформации, давление при этом упадет на величину ΔP, стенки трубы сузятся. Волна понижения давления на величину ΔP со скоростью a будет двигаться в направлении от крана. За фронтом волны скорость жидкости будет равна 0, а давление P0-ΔP.

Волна изменения давления отражается от крана волной того же знака

Волна -ΔP доходит до резервуара.

Волна пониженного давления при гидроударе дошла до резервуара

Волна отразится от резервуара волной противоположного знака +ΔP и со скоростью a будет двигаться к крану.

К моменту t=4L/a волна дойдет до задвижки, и будет наблюдаться ситуация имевшая место при закрытии крана. Получается, что 1 цикл гидравлического удара закончится.

Волна от резервуара движется к крану - окончание 1 цикла гидравлического удара

Как отражается волна при гидроударе?

Получается, что при гироударе волна давления отражается от резервуара волной противоположного знака, а от глухой преграды - волной того же знака.



Способы борьбы с гидравлическим ударом

  1. Уход от прямого удара (увеличение времени регулирования, снижение длины трубопровода), т.е:
    tрег >> 2L/a
    • где tрег - время регулирования;
    • L - длина трубопровода.
  2. Уменьшение скорости течения жидкости в трубопроводе;
  3. Упрочнение трубопровода;
  4. Установка в системе гасителя - гидроаккумулятора.