Гидравлика и гидропневмопривод Никитин 2 (1067420), страница 25
Текст из файла (страница 25)
11од девствзюм перепада давления гхоз„частвцы жидкое~и ус гремлякпся эп грубопровола в реюрвуяр, причем движение начнется с сечения, непосрсдсгвеино прилвгаюШего к нему. Теперь ~~а зона деформации трубы будет псрсмепыться в э обратном направлении — к задвижке с той же скоростью г. где давленнере выравянвются(см, рис. 46 о.
поз,!1И, Жидкость л стенки трубопровода упругие, поэтому стенка ао и вравзвются в прежнее состояние, соо~ветсгвуюгггее Лавлшюю рз, Работа деформации полностью преобразуется в кинетическую знерппо, н жидкость в трубе приобретает первоначальную ско- с рость )'в, по направленную в противоположную сторону. С этой скоростью столб жидкости (см. Рис. 4.6, а, поз. (К) стремится озо рваться от задвижки, вследствие чего возникаег Озрнцательиая ударная волна фюрепю! павлония 6)зтх), которая направлена от задвижки к релервуару со скоростью с, нри этом происходит слса- ше стенок и !жсвзирение жидкссгв, что обусловлено сннжшшем ф,,: лаюензгя Дрм (см, рис.
4.6, а, поз. ХГ). Кинетическая энергия жнлкости вновь преобразуется в работу деформа!шйг, но имеет ирогивогзолокгиь~й знак, Состояние трубопровода в момент прихолв отрицательной ударной волны к резервуару (см. рнс. 4.6, с, поз. )г() также не явдяеп:я раввгюесным. На рис, 4.6, а, поз. 711 показан пронесс выравнивания давления в трубопроволс н резервуаре, сопровожчающнйся возникновением движения жндкосгн со скоростью (гь Оче- 2 видно, по кая толька отраженная от реюрвуара ударная волна пал Лаваснием Ьр„досжпнег задвижки. возннкиег сн.гуылня, ниевазая места в момент юк!»ажня задвижки.
Весь пипл знд)ювдпчееяаго удара гюв гор нтся, В ааытах Жуковского бьшо зарегистрировано )2 полных анклав с постепенным уыеньшспнем давления Ьрм вследсгвие трения в трубопроводе я рассеиюипя тасргин в резервуара. Днагммма процесса изменения давяення прн гидравлическом ударе с течением времени прелставлева на рис.
4.6, 6. Фвриуля Жукаягьаю. Рассмотрим элементарное перемещеняе уларной вшзны гф за промежуток времени гй (см. рнс. 4.6, а. поз, !). Согласно теореме об изменении количества движения (ЕА( - ~нА!0. имеем ) )гу -(р ' Лтззя ) 51Аг —. РАхб(04 Ре ). Счсюда Ьрь, = руейт/Аг, Прпннлащ Ах/ей=.с, получаем йюрмуяу Жуковского".
Ь(лгл = )эйеп Дяя воды нанбольп~ее возможное повышение давления в зрубопроволе»ри гидравлическом ударе часто выражак» в зле~рая валяного столба, т. е. пьезометрической высотой. В атом случае формула Жуковского принимает вил Ьр гус Рд й Кзгпегггчсская энергия движущейся жидкости расходуется нв работу А е„. подеформапни стеноктрубоюравола и сжатиюА,, „ ма .г й 'а' Е" = Алле т «Алч, Работа, затрачиваемая на деформацию стенок трубопровода, з 1.
т. е. ф) А.ь, .=0.5Лрю2пгдг(.. Е - модуль упруазстнматериааа стенок трубопровода, Напряженна, возникающее в степках трубопровола. определяезся как .Л) ) 2к(г«Лг) — 2ю э~ Лг а=Š— — Е* я о=Š—. 2ю. В то же время Лр,л 2Г1 = 2аб1. саедовдтегзьно„о Ьр.лг/б и Лг — Лр гз/(Еб) Рабата, затрачиваемая на сжвпгс жидкости, Ал лч -— 0,5Лр ак«зй/Е, с учетом деформации жилкоетп ли'/й'= -лрм/е, глс е — молучь упругости жидкости; Л(/1 =Лр а/Е или Л1=1Лргл/Е. получаем Е„= — с = 0.5рю" Е !фез.
2 таюзлг образом 0 чрнг"ерь" ьа' ягз1 г(еб) 0 злр чггг р р трез = 2Ьр з,гр/(Еб) «Лргчр/Е отсюда про Лргл, ", ' . " =Ргег г.. 1р Е«2грг(ЕЕ) Здесь г „„- приведенная скорасп расггргюграиения упругих колебания в системе жилкость — трубапровол. По сравнению с формулой Жуковского приведенная скорость ювнсит от рода'жидкосмй материала пленок трубопровода, его диаметра, толщины стенок. Чем меиьюа скорость распространенна упругих колебаний в материале стенок, тем менее опасен гидравлический удар.
Вснп стенки абсолютно жесткие,т, е. Е„ "- ло, то скорость распространения ударной волин г = Е/р сасгаюзяезт (435 мгс — в воде; )200...(400 лас — в маслах на нефтяной основе, Формульг лля опрелеяения изменения ланленгня щзи гнлравлнчоаком ударе справедшвы при г/ге = 22/с. Ч й Тодд«шпио ) 1. 4 Лаю«я«2««1гг «а«к «у жид«кю «««р1.1««гм Лиды еидри ыкческгмо удара. Гидравлический улар может быть двух видов; примой н непрямой. Для определения нида пщжвякческо1'о улара необходимо шагь прадоллнпельносш сто фаты. Кмс ухте у1штыввлось, нотникмогцсс прн смотром такрьпии талаижки повышение давления распрострмшстся в виде ударной ловцы, двнгаюшейся пропгв течения с нскаюрой скоростью с.
которая будет одинаковой как при южном. твк и при неполном закрытии таданжкп. Эту волну называют нолоюпслы1ггй. Очевидно, что а течение некоторого промежутка времена й =. ьгсположнмльнля волна поеьпоснного лавлен1и дсспнает напорного релервуарв. т, е, к концу промсжуп-а времени и давление на входе трубоироаолв тюлино быль выше, чеьт прн установившемся дниженин, на нектморую величину дртх Но в >1естс соединения трубопровода с напорным резервуаром давление гптредечяегся шубиной погружения его оси под у)ювень жнлкост н н рстсряуарс, а так как напор гу . Овны, то н давление в пом месж лолжно оставаться пошояиным.
Чтобы псслел1юе условие улоадетворялось, необходима 1юпустить. чю в момен~ приходе пологкнтсльнай волны к напорному ретераувру вотннккет новак волна, ко«орал обуслоаггнваст понижение давлении ва вели 1нпу л)1 „. Эта отражешмя нолик, возникшая на входе трубопроаОЛа, будет распространяться по трурнн1роводу в обратном направлении с той же скоростью и прн т юм буле1 уменьшит>с« давление, сотданное положительной ашшой.
Огражепяую волну иазынан1т отрицательной. Ясно. что отрнцатюьиая волна достюнш напорного ретервувра в 1очсние иременп 11 =. Цг, т. с. отраженная волна на обрапгый пробег татратит ю яю врсмн, *по н положительная волна на пробег ш 'тадвижкн ло )каервуара. С11еловатю1ьяо, щюдолвпггельность фазы пгдрввлнческого удара, т, с, полное ярема г„пробега волны От ЗадаижКИ К ВХОЛНОМу КОНцу трубОПрОВОда И ОбратИО. 1« -- 2еге. Обозначим нреьгя ПОЛНОГО заКРытвя трубопровода через Т. Тогда, очевидно. могут имен мсс.ш лва случая: Т< г„и Т 1«, Дслн шкрытне тешвижьи соаеришешя быстро, гак по время се закрь1 гия булы меньше продолжительности фаты гидравлического удара 1закрьпис трубонровола Окончится бьж1рес прнхоча отраженной волны).
Т,с 2ьгс, то шкой улар называется прямым. Явнение лряи нп гидрдатчсскоы удара имеет место прп большов ллкне трубодроаолв нли при бмсгром такрытни тадвижки 01метнм, что прн мгновенном полном закрышн трубопро1юла, нсюиисимо ог его Шшны, вссгла будет прямой гнлраалн 1ЕСКИИ 1'дар. В случив жлн юкрьпис трубопровода шишршвстся тяк. по время такрытнл тадвпгкки булет превышшь гьтнтельность фазь1 пнцжвлнческого улара йпражсннаа волна доспггнег выхолиосо юнца тру)юпроиода раньпм.
чем такр1ются задвижка), г. е. 7 > 2ь/с. п1лравл~ческий улар называется ш«рю1ым, Но поскольку отриииюшнья воина снижает уроес1ш давления в трубопроводе, ю наибольшее повь1пгшше давления на выходе трубопроаола и >том случае буден ысныпе„*1см при прямом гидравлическом ударе. Ягшенне непрямого удара имеет место прн иебольцюй длнно трубопр1июла илн ири медленном закрывании мдвнжки.
Прн испреем ударе на яыхолс трубопровода наблюдаепз весьма сложное веление, гш в значишяьной степени затрудняет определение урошш повьцпения лаяисния, к по«тому иа цракпше обычно нспольтуют прнбюокснные формулы лля определения вешшнны Лдт, Сне«оба гид«ения г«дрию1«ч секло удира. «гмеиыаюи1« д лг«ы 5:,-' мрубо«л1мсда, как уьатынаиош ранее. влияет на нмшненее давль шш прн гт1лраалнческам уларе: чем короче трубопровод. тем меныне уровень давления. С'леловатсльио, иеобхо.гиью исполь:ю- уб вать как можно более короткие трубопроводы. Прн алине грубо- 'му провода ьс«Т1" уже будетнабшодапс»явлшшснепрямогошглршшнческого удара с новы«1еинем давления, тяа нпильно меньшим, чем при прямом ударе.
ф)', Другой сцгхоб гашения м1дравли юскшо улара )егш мни« «рене«и н1хпм«игя 1'ниг д«мумм««1 жтденлскн. Ясли такрьпис трубопровотш пронсход1ц тмг мелленно, чю Т > 221с. то мшрашншескнй улар будет непрямым. и уровень поаышсиии 11ин1 понижения) давления будет нс сюль значительным, как при прямом уларе, При жом если требуется обеспечить в грубопроволе поьып1е- ИНЕ УРОЕНЯ Дикисиил НЕ белес тяданнотп дць то иесбходиысе Ш1я мого время аакрытля задвижки можно оирелел1пь по следуюшей формуле р)'7 "Т > — 1 —. др г Дсйстаио мждуюногд кошек« таклю жется я том, чго повышение уровня давлении в трубопроводе воспринимается аогдухом, У.
1. Гедде ехнко содержащимся в колпаке. т, е. он служат своеоб)шзным буфером. Олнако полезное дейспзпе воздушных колпаков сказывается ли)пь прп нх лощашчной емкости. )зазновнлностью установка воздушных колпаков яшшстся размещение пнсвмогплроаккумуляторОв в непосредственной блнзостн от перекрытия трубоп)ювода. В настоящее время приметное спсннальные кзолочы-гогнтгзи пзправлнчесгшх ударов, которые автоматнчески открывакпся прн повышения давления против долуспсного н сбрасмвают часть рабочей жнлкастн нз трубопровода, шм самым сннжая вьюокое лавлснне в трубе. Для ослабления гндравлнческого удара а лернвапвонных п~тольнях п трубопроеолах нспользугог учздгпглгвгъиые батггя — водяные колонны, заканчнввющнеся открьпымн ршсрвуарамп. Их уотанавлившот между напорной штольней н напорным трубопрожззом.
При таком расположеннн уравннтазьные овшнн ослабляю~ зффект гнлрааличсского удара в трубопроводе н прелохраняют напорную штольню л турбину от зничнтсльпопз повышения давления. Гт)рокчнчггкнй тараи. Прзщером нспользовшпи гзщшвлнчаского улара Ши полезных пелен яаляегсв гндравличесинй тараН (рнс, 4.7) — волопольемнос устройство ударного действия. ооьслпняазнгсе в себе лвнгатсль н насос н В! л к рархгпнощее за счет напора Н,!'нлравлнческвй тары! состоят гп полаолящего надзорного трубопровода длиной )ОГ .. БО м, рабочей камеры с Ряс. 4.7, Схема гвдраишчес- лаумя клапапамн: ударным А и на- АЛОГО тарана гнезазельггыьг Б, воздушного козша- ка н нагнеппешного зртбопровола.
Прн этом ударный каапшз, опускаясь под действием силы тяжсщи, открывает выхолное отвсрстне, а кагпеительный, наоборот, закрывает ошерстзге. Гндравлнческнй таран действует следующим образом, Вода, поступающая в рабочую камеру по подводящему зрубопроваду, нд гннаш вызека1ь наружу через отверстпо клапана А. Вьпесненный нодой 1щапан А подвпыащсл н закрывает Отверстле.
В результате внезапной осзановкн потока в рабо юй камере пронсходнт шщршинчсскнй удар с резккм повышенном уровня !глазения, под дейст ансм которого открывастея клапан Б, и часть воды вьпшгкзн вается нз рабочей камеры под нозлушный колпак, а отгула в нагне гжель вы й трубопровод Гз к Вомнйггтт ~кмюха жьд ыгтд на лба роды Повьпвенпос давление в рабочей камере.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
