Фиг. 7.2. Схема ударна вълна
хидравличен чук
Ако постоянно движение, за да затвори клапата течността е с определена скорост V0. след внезапното затваряне на крана ще спре. Всички течности притежават и тръбопровод стена макар и малък, но краен свиваемост стойност. Следователно, за безкрайно интервал от време DT след моментно спиране вентил тялото слой близките An (фиг. 7.2, а) безкрайно малки DS стойност. Скоростта на течни частици блъскат на кран, ще се погасява и тяхната кинетична енергия отива в деформация работа тръбните стени и течността. В този опъната тръба стена и течността се пресова в съответствие с увеличаване на налягането Dp. Ако преди затварянето на вентила налягането той трябваше p0. то след затваряне, то ще бъде равна на p0 + Dp. По време на следващия интервал от време безкрайно DT спира най-близо до първите втората дебелина на слоя DS. където увеличаване както на налягането, след третата и т.н.
По този начин, голяма налягане, произтичащи при крана, ще се разпространи срещу тръбопровод поток в вълна от повишаване на налягането с определена скорост.
Ако L - дължина на тръбопровода, след това след време Т = л / спре с последния слой на течност и цялата течност ще бъде мигновен почивка в компресирано положение (фигура 7.2, Ь.).
Тъй P0 на налягане при свободния край на тръбопровода е константа (например канал завършва в резервоар на голям обем), това състояние е нестабилна. Под влияние на разлика в налягането дебелината на най-външния слой на края на интервала DS DT време. след точката
Т = л / сек. придобива скорост V0. еднаква, но противоположна на посоката на оригинала, т.е. започва да се движи към отворения край на тръбата.
Прекалено налягане в този слой и гасят гниене налягане започва да се разпространяват със скорост като вълна на налягане намаляване
(Фиг. 7.2, с).
Течността и стената на тръбата се приема еластична, така че те се връщат към предишно състояние, съответстващо на p0 налягане (фиг. 7.2 грама). деформация работа се превръща в кинетична енергия и течността в тръбата (мига време) става първоначалното V0 скорост. но сега насочена в противоположна посока.
течност (фиг. 7.2, г) от този процент има тенденция да се откъснат от крана, при което налягането се намалява с размер Dp. декомпресия вълна достига свободния край на тръбопровода от времето и течен ограничител (фиг. 7.2 д). Налягането в тръбопровода ще p0- Dp. и тръбопровод стена ще се свие до известна степен. Кинетичната енергия на течността, влиза отново в работната щам, но с противоположен знак.
Въпреки това, течно състояние на покой и е нестабилен под влияние на разликата налягането на флуида в свободния край на тръбопровода, за да се движат. Фиг. 7.2 х показва процеса на изравняване на налягането в тръбата придружено с появата на V0 течност скоростта на движение. Очевидно е, че веднага след като отразената ударна вълна от резервоара под налягане Dp достига крана (в този случай), възникне ситуация, тя вече е настъпило по време на затваряне на клапана. Всички хидравличен удар цикълът се повтаря отново.
промяна на времето на налягането при крана е показано на фиг. 7.3.
Фиг. 7.3. Промяната в налягането във времето при крана
Плътната линия показва промяната теоретичния налягане в раздел А (вж. Фиг. 7.2) директно от крана (кран поема моментната затваряне). Прекъснатите линии показват приблизителния формата на действителния характер на промяната на налягането във времето. В действителност, повишаване на налягането (и спадове), въпреки че готино, но не веднага. Освен това, има затихване на колебанията на налягането, т.е. намаляване на неговата амплитуда стойност поради триене в тръбата, за разсейване на енергия в резервоара, наличието на остатъчни щамове, т.е. поради разсейване на механичната енергия.
Време равна на половината от периода на колебания в налягането, наречена фаза продължителност щифт при крана, или просто да се посочи фаза и
Това е фазата на въздействие - времето, през което кранът се поддържа при повишена p0 налягане + Dp. и ударната вълна достигне края на тръбата и връща отразената вълна.
На налягане, когато вода чук. Определяне на размера на повишаване на налягането в хидравличната въздействие. За това се използва познатата позиция на механиката: импулс сила, равна на промяната на инерция. В конкретния случай, тази ситуация може да се запише като:
където (p0 + Dp - p0) w = Dp w - сила, действаща в точка А (виж Фигура 7.2.) WV зона с последващо увеличаване на налягането в DP. rwds = RDW = дм - течна маса, съдържаща се в ограничителя след DT интервал от време DS слой (Р - плътност на флуида); промяна процент за DT интервал от време - V0. Тъй като крайната слой DS скорост стоп е нула.
Формула (7.7):
при което - скоростта на разпространение на вълната.
Размер на по-големи, колкото по-голяма дебелина на слоя DS. спиране за безкрайно DT интервал от време. С други думи, по-малко свиваем флуид и трудно стената на тръбата.
По този начин, най-накрая, формулата за определяне на размера на повишаване на налягането в хидравличната инсулт е:
Скоростта на разпространение на ударната вълна, за да се определи въз основа на следните съображения. Да предположим, че флуидът тече от кръговия тръбопровод. В настоящия случай, крана за припокриване налягане на крана се увеличава с р = rV0c и сгъстен флуид и тръбни стени движат отделно (вж. Фиг. 7.2). Тъй като течността извън DS слой продължава да се движи през секция N - n1 площ обемът на течността ще w
Този обем се допълнителен капацитет, образуван от разширяване на тръбопровода и компресия течност, т.е.
В последния израз се счита, че коефициентът на компресия е:
където W = WDS - обем на течността в DS слоя.
Като се равнява на дясната страна на формули (7.9) и (7.10), ние получаваме:
Тъй като и двете. на
където - по-голямата част модула на еластичност на течности.
С увеличаването на налягането в радиуса на слой DS тръбопровод и, следователно,
където - радиусът на удължаване тръба, което ще доведе до допълнителен стрес в стената на тръбата
Тук Е - модул на еластичност на материала стена на тръбопровода.
Този допълнителен стрес в стената на тръбата се дължи на увеличение на размера на налягане, равно на Dp
където г - диаметър на тръбата; г - дебелина на стената.
Като се има предвид уравнения (7.14) (7.15) и (7.16), които получаваме:
След заместване с формула (7.17) в (7.13), експресията на скоростта на разпространение на ударната вълна е под формата:
От термодинамиката е известно, че скоростта на звука в околната среда е
За вода при 20 ° С скоростта на размножаване е СО = 1435 м / с и скоростта на разпространение на ударната вълна в тръбопровода с вода се определя по формулата
Трябва да се отбележи, че присъствието на различни количества от втечнен газ, който е или в разтворено състояние или под формата на мехурчета или въздушни джобове, намалява скоростта на ударна вълна размножаване. Значително влияние върху скоростта на разпространение на ударната вълна, и следователно количеството на повишаване на налягането Dp осигурява твърдост на материала на тръбопровод стена.
Ако Д ¥ ® (т.е. E >> К. например стоманени тръби), скоростта на разпространение на ударната вълна тенденция да звучи скорост (в ® w) и увеличаване на налягането достига максимални стойности. Ако K ® ¥
(К >> Е. например, гума маркуч), след това от формула (7.18) следва:
т.е. скорост на ударната вълна и DP са значително намалени, и те се определят от размерите на дебелината на стена тръбопровод и модула на еластичност на материала на тръбата.
Формула (7.19) може да се използва за кръгли тръби. За некръгли тръби промяна се дължи на огъване контура на напречното сечение на тръбата, която трябва да се счита за определяне на скоростта на ударна вълна размножаване.
Преки и непреки хидравличен удар. Начини за намаляване на налягането в хидравличната въздействие. Разгледахме в момента клапата е затворена. Въпреки това, всички действия, като, ако те не тече бързо, имат краен скорост. Възниква въпросът, в който случай могат да се използват зависимостите дадени по-горе (7.8) и (7.19)? Ако затварянето на крана t3 малко фаза въздействие (t3 Хидравличен удар се нарича директен. ако регулатора на затваряне (кран, вентил, клапан и т.н.), по-малко въздействие фаза (t3 В пряка хидравлична въздействие (t3 Хидравличен удар се нарича непряка. Ако времето за затваряне на клапана по фаза въздействие, т.е. t3> към = 2 л / гр. Ако t3> t0 ефект скорост на затваряне от количество на повишаване на налягането в ударната вълна е много съществено. Понижаването на налягането при крана се случва в момент, когато кранът не е напълно затворен и повишаването на налягането не е достигнал максималната си стойност. Приблизително максимално увеличаване на налягането в хидравличната непряко въздействие може да се определи по формулата N. С Френкел: Формула (7,22) е валидна само за t3> да. Вода чук предизвиква значително увеличаване на напрежения в материала на тръбите, свързани с увеличение на шок налягане. Това може да доведе до разкъсване линии (особено крехки материали, като например чугун) или с нарушена им деформиране на ставите. Такова увеличение ударни налягане намалява експлоатационния живот на тръби и сглобки. В допълнение, за леене барабани са фалшиви сигнали, които причиняват нежелано изключване на сензори и релета различни автоматични хидравлични устройства. Големината на повишаване на налягането, когато хидравличното шок може да бъде намалено чрез увеличаване на времето на затваряне на регулатора. продължителност Secure затваряне се определя по формулата където V0 - начална скорост на флуида; L - дължина на тръбопровода; VH - допустимото максимално налягане; Н0 - първоначалното налягане. Ефективен начин за борба с хидравличен удар е да се използват приспособления, които предотвратяват опасните удари под налягане и хидравличен удар компенсатори, позволявайки режим на пестене на средства за гасене на производителност системи. Компенсатор (гасител) на хидравличната щифт обикновено е тръбопровод, свързан към съда на различни форми и конструкции с еластичен елемент с по-висока свиваемост от флуид в тръбопровода. Намалена компенсатор налягане е резултат на абсорбция при деформация на еластичната част член на енергията на ударна вълна се подава към компенсатора към течния поток. Компенсаторът трябва да бъдат свързани до регулатор тръба евентуално малка дължина и голямо напречно сечение.Свързани статии