Подпишитесь на наши группы в соц. сетях: Вступая в группу, подписываясь на канал, оставляя комментарии, вы помогаете развивать сайт.
- Как читать гидравлические схемы
- Как читать электрические схемы
- Размеры трубной резьбы
- Принцип работы гидропривода
- Что такое класс точности манометра
- Расчет давления на глубине
- Расчет потерь напора по длине
- Расчет усилия гидроцилиндра
- Калькулятор для перевода давления
- Калькулятор для перевода расхода
- Как устроен пневмоцилиндр
- Как работает редукционный клапан
Гидравлический удар
Изучение и расчет движения реальных жидкостей весьма сложен, т.к. на характер движения и протекающие процессы влияет множество факторов. В условиях конкретной задачи влияние одних факторов может быть велико
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.
- 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.
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.
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.
Волна повышенного давления ΔP давления, отражается от резервуара волной противоположного знака -ΔP, начинается двигаться по направлению к крану.
К моменту t=2L/a в трубе установиться первоначальное давление, но это состояние неустойчивое.
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 -ΔP доходит 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.
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
- Уход от прямого удара (увеличение времени регулирования, снижение длины трубопровода), т.е:
tрег >> 2L/a - где tрег - время регулирования;
- L - длина трубопровода.
- Уменьшение скорости течения жидкости в трубопроводе;
- Упрочнение трубопровода;
- Установка в системе гасителя - гидроаккумулятора.
Гидродинамическое подобие несжимаемой жидкости разделено на три составляющих: геометрическое, кинематическое и динамическое подобие.
Геометрическое подобие представляет собой пропорциональность сходственных размеров и равенство соответствующих углов.
Кинематическое подобие означает пропорциональность скоростей в сходственных точках и равенство углов, характеризующих направление этих скоростей.
Динамическое подобие - это пропорциональность сил, действующих на сходственные объемы в кинематически подобных потоках и равенство углов, характеризующих направление этих сил.
В гидравлике на поток жидкости, как правило, действует множество факторов и сил - силы инерции, трения, давления тяжести. Полное подобие систем на практике получить невозможно, поэтому обычно говорят о частичном подобии. при котором соблюдается пропорциональность лишь главных сил.
Условия подобия гидродинамических процессов можно найти из уравнения Новье-Стокса.
Критерии подобия
Критерии, позволяющие оценить влияние тех или иных сил на систему называют критериями подобия.
Важнейшими критериями подобия в гидравлике считаютсячисло Рейнольдса, число Фруда, число Эйлера, число Прандтля, число Пекле.
Наиболее часто в инженерных гидравлических расчетах используется критерий Рейнольдса.
Число (критерий) Рейнольдса отражает отношение сил инерции к силам вязкого трения. В инженерных расчетах число Рейнольдса позволяет определить режим течения жидкости, что в свою очередь непроходимо для расчета гидравлических потерь.
Число Маха
При рассмотрении течения газа важным критерием является число Маха - отношение скорости течения газа U к скорости звука a.
- M=U/a
- M < 0,15...0,2
- ρ=const
Чем выше число Маха тем в большей степени проявляется сжимаемость среды.
Число Вебера
В тех случаях, когда течение жидкости происходит со свободной поверхности важно число Вебера.
Число Нуссельта
Если течение жидкости сопровождается теплообменом используется число Нуссельта, зависящее от коэффициента теплоотдачи α.
