СПОСОБЫ БОРЬБЫ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ УДАРОМ
Для обеспечения водоснабжения и водоотведения используются насосные станции в соответствии с требованиями водопотребления. Насосы входят в состав оборудования насосных станций. При внезапной остановке насоса за счет разности напора остановившегося насоса и напора в трубопроводе жидкость начнет двигаться по нему в сторону насоса. В результате этого в трубопроводе возникнет гидравлический удар. Направление движения гидроудара будет идти от области повышенного давления (напорный водовод) к области пониженного давления (насос).
Повышение давления перед насосом может привести к выходу его из строя в результате деформации и разрушения его деталей. Для предотвращения отрицательного воздействия гидравлического удара на работу насоса перед ним устанавливают обратные клапаны или предохранительные клапаны. При резком повышении давления обратный клапан перекрывает сечение трубопровода и в результате гидравлического удара возможно разрушение корпуса клапана. Предохранительные клапаны автоматически отключаются при возникновении в трубопроводе избыточного давления, соответствующего настройке клапана, и через клапан произойдет истечение жидкости. После снижения давления в трубопроводе клапан закрывается.
Для полного обеспечения безаварийной и надежной работы трубопровода при возможном возникновении прямого гидравлического удара проводятся специальные противоударные технические мероприятия. Во-первых, при непрямом ударе ударное повышение давления меньше, чем при прямом, поэтому необходимо увеличивать время срабатывания задвижек и других запорных устройств в сравнении со временем фазы гидравлического удара. Во-вторых, применяются предохранительные клапаны и гасители гидравлического удара различного типа [3, 6]. На характер гидравлического удара большое влияние может оказывать наличие воздуха в повышенных сечениях профиля водовода. Для выпуска воздуха, защемленного в повышенных сечениях профиля трассы водовода, в этих сечениях устанавливаются воздушные колпаки (вантузы).
Пример 5.8
По чугунному трубопроводу диаметром мм подается вода расходом л/с. Толщина стенки трубы мм. Начальное, избыточное давление у затвора трубопровода атм. Определить значение повышения давления у затвора при внезапном его закрытии.
Средняя скорость в трубопроводе до закрытия затвора
м/с.
Соотношение модулей упругости воды и чугунной трубы согласно табл. 5.7
.
Принимаем модуль упругости воды Н/м и плотность воды кг/м3.
Скорость распространения ударной волны согласно (5.59)
м/с.
Повышение давления определяем по формуле Н. Жуковского:
Па МПа.
Давление у затвора
МПа.
Пример 5.9
Определить силу давления на запорный диск задвижки, установленный на конце стального трубопровода диаметром мм, и напряжение в стенках трубы.
Длина трубопровода м, толщина трубы мм, время закрытия задвижки с при расходе воды м3/с.
Средняя скорость в трубопроводе до закрытия задвижки
м/с.
Скорость распространения ударной волны
м/с;
Н/м2; кг/м3; (см. табл. 5.7).
Фаза гидравлического удара
с.
Так как , то имеет место непрямой гидравлический удар. Повышение давления при непрямом ударе по формуле (5.56)
;
Па.
Сила давления на запорный диск
H.
Напряжение на стенках определяем по котельной формуле
; ;
Па МПа.
Допустимое напряжение стали МПа.
Дата добавления: 2016-02-27; просмотров: 652;