Н.Е. Жуковский - О гидравлическом ударе в водопроводных трубах (1163270), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Воспользовавшись формулой (43), мы можем составить для определения Р— Р; уравнения, аналогичные (39) и (40). Эти уравнения могут быть прямо получены из уравнений (39) и (40) через замену в них Р— Р, на Р— Р, и величины Рна Р+Р,, 2 Когда произойдет и отражений от задвижки, тогда ударная волна, отраженная от магистрали, подойдет раньше О ГИДРАВЛИЧЕСКОМ УДАРЕ 141 й 19 к фонтану, нежели волна, отраженная от задвижки. Эта волна принесет к концу трубы у фонтана добавочное давление Р(п) Р' и добавочную скорость к магистрали ) ЭГ Ь У фонтана разовьется давление Р)п~и и к количеству Яп, выбрасываемой им воды прибавится кп)2 Р' Рп) о' Рп — '1) Р(п) Р)пп.)) ч ) 4 Ь + Ь Ь = —. — — ~2Ре') — 2 Р' — 2Р'и ))) .
4Ь Таким образом будем иметь еРà Р— 2Р'+2Р)п) — Рп — 2Р)п ') О = — ~ш+ и 4 Ь Ь Эта формула показывает, что Р"' ') или отрицательно, или удовлетворяет неравенству 2Р'пп') ( Р)а "— Р,. Изменение давления при фонтане будет передаваться к задвижке, к которой подбежит волна, несущая добавочное давление Р',пп.)) Р~п) и добавочную скорость Рп) /:Кп 1) Ь Это давление по вышеприведенному неравенству должно удовлетворять неравенству: Рп, < Рп-, — Р, — 2Р'"' + Р„ само направленную к фонтану. Эта волна произведет отрицательный удар при задвижке, при котором должно бы развиться давление Рп, =2Р'и'') — 2Р'и) + р ~ ~-~;горчлищ «",гам удлог и или по формуле (41): Р„, ( — Р,.
Таким образом при задвижке разовьется отрицательное ударное давление, и выступ диаграммы окончится резким переходом во впадину, Длина всего выступа для будки № 1 2! будет †. Он будет состоять из п + 1 ступеней, из которых 2з первые и имеют длины —. Эти ступени имеют высоты ), Р, Р„..., разности которых Р— Р„Р,— Р.„... идут, постепенно уменьшаясь и попеременно меняя знаки. ! Л Фиг. 33, Если п = 1, т.
е. фонтан ближе к магистрали, нежели к задвижке, то диаграмма будет о двух ступенях и будет иметь вид, изображенный на фиг. 32. На фиг. 33 дано изображение диаграммы о трех ступенях для случая фонтана, отстояшего иа 13б сажен от задвижки (и =2). Здесь двойное время пробега ударной волны до фонтана равно 0,4б сек. и дает теоретическое расстояние 138 сажен. Диаграммы будок № 11 и 111 дают, смотря по тому, находится ли фонтан между будкой и задвижкой или будкой и магистралью, ступени высоты Р, Р', Р„Р,...
или ступени высоты Р', Р", Р"'... (/ Мы не определяли — так как изменение отверстия фон- 3 тана получалось ббльшим илн меньшим открытием крана, С ГКзРЛВДИЧ8080М УДь сц выпускающего фонтан. Все наше внимание при наблюдениях было сосредоточено на определении места фонтана по ударной диаграмме. Привожу здесь таблицу опытов, произведенных 25 сентября 1897 г ~см стр. 1441. Мы пользовались здесь для определения расстояний скоростью ударной волны 1 = 600 сажен, хотя, как видно из чисел, дающих время пробега двойной длины трубы, т. е.
712,68 сажени, только в начале получалась зта скорость. потом же скорость была около 619 сажен. При ) = 619 следовало бы взять теоретические расстояния в 1,03 раза большие. Яполагаю, что при более тщательном измерении времени указываемый нами метод может дать способ для определения места утечки трубы> нахождение которой иногда требует раскопки трубы на большом расстоянии. ч 20. Заключение. Резюмируем результаты вышеописанных опытов. 1. Гидравлический удар распространяется вдоль водопроводной трубы с постоянной скоростью, величина которой не зависит заметно от силы удара. Эта скорость зависит от вещества трубы и от отношения толщины ее стенок к диаметру трубы. Так как в обыкновенных чугунных водопроводных трубах упомянутое отношение несколько уменьшается с увеличением размеров трубы, то скорость распространения ударной волны для труб больших диаметров несколько меньше, нежели для труб средних диаметров.
Для труб средних диаметров 1от 2 до 6") зта скорость около 600 сажен, а для труб больших диаметров (24") около 470 сажен. Скорость ударной волны остается одна и та же, получается ли удар вследствие остановки течения воды в трубе или вследствие весьма быстрого поднятия давления при начале трубы. 2. Гидравлический удар распространяется по водопроводной трубе с одинаковой силой. Величина его пропорциональна потерянной при ударе скорости течения воды и скорости распространения ударной волны в трубе. Для обыкновенных чугунных водопроводных труб среднего диаметра (от 2 до 6") на каждый фут потерянной скорости мы имеем силу удара около 4 ат, для трубы 24" — около 3 агп.
О ГИДРАВЛИЧЕСКОМ УДАРЕ 144 о о и и м са м о с с о о" СЧ М О а, м" ) со а О 1 СО ~ О М , 'СО м м м м о" о о ' о ' о СО О ммоо О О М М сч сч м М СЬ О 'О Са О а О м м м с с м сс О М СО са СЧ со са со О С С М М сь м с О сс сч сс о м а а с'с сч сч с' с О" О" О О О чс а О сс сч О а со со о о" о" о м м м с м СО О М М М с- сч с сч с с С.'О С Са С' с' ч а ч а о С- С- Са СО счм с м со сь о виана сссс эинволэ -эед аончсэлнвлэиэ1Г' аииколэ -эед эомээьиладоа1 ц1 сс~ аиивдлаив ов еналноф ов алэ9 одн олониоав виэда вин кола -эад эончмалиалэиэ1.,с эииколэ -эвд эомээьилэдоэс мээ в ц щ эииедлвик он внвлноф ов алэ9 -одн олониовв Икэда НМИИВВЕВ ЛО ЭИНВОЛЭ -эаб эоичвэлинлэиэр имиивв -вн ло внвлноф аин -волээед аомээьилэдоэс мээ н 1 Всс эн -мадлене он енесноф ов имиивввв ло алэ9 -оди олонцонв киада мээ а кс9ддл влэ9 -одн олонновк виадя халиф в всвов члэодоед О ЧС м" м х с Ь, 'а сч 'С' О а и о с ь с о" о О.
! а ! Ь О 3. Явление периодического колебания ударного напора в водопроводной трубе вполне объясняется отражениями ударной волны от концов трубы (от задвижки и от магистрали). 4. Транзитное течение воды не имеет влияния на удар, и последний определяется только по потерянным скоростям. В случае ударной волны, проходящей по трубе, из которой изливается вода, ударная волна отражается от начала струи так же, как она отражается от бака с постоянным давлением.
5. Опасное возрастание ударного давления происходит при переходе ударной волны с труб большого диаметра на трубы малого диаметра. При этом, достигнув концов тупиков, сила ударного давления удваивается. Такое удвоение может повториться несколько раз, так что давление может при неблагоприятных условиях возрасти до больших размеров. 6. Простейшим способом ограждения водопровода от гидравлических ударов являются приспособления к медленному закрытию кранов. При атом продолжительность закрытия должна быть пропорциональна длинам труб. Воздушные колпаки надлежащих размеров, поставленные при кранах и задвижках, почти совершенно уничтожают гидравлический удар и не пропускают через себя ударную волну, если они поставлены на линии трубы, но сохранение воздуха в колпаках весьма затруднительно. Что касается предохранительных клапанов, поставленных на линии труб, то они пропускают через себя удар только той силы, которая соответствует упругости их пружины.
7. По ударной диаграмме, снятой с водопроводной трубы, можно определять место скопления воздушных масс в трубе и величину этих масс. Ударная диаграмма может служить для определения места утечки воды в трубе и вообще дать полные сведения о состоянии трубы. змс змб — н. и жукавскиз, с ти. 146 О ГИДРАВЛИЧЕСКОМ УДАРЕ Автор сделал ряд сообщений на тему о гидравлическом ударе в трубах. 26 сентября 1897 г. им был сделан доклад в собрания Отделения физических наук О. Л. Е. ва тему: .Гидравлическвй удар в трубах".
80 января 1898 г. — доклад в Физико-математической комиссии Отделения физических наук О. Л. Е. иа тему: „О приборе для теоретического построения диаграммы яядикатора при ударе воды в водопроводных трубах". 21 февраля 1898 г. †докл в собранна Политехнического общества иа тему:,О гидравлическом ударе в водопроводных трубах" (рсзультаты опытов на Алексеевской водокачке). Работа .О гидравлическом ударе в водопроводнмх трубах" была полностью доложена автором три рава: 24 апреля 1898 г. в заседании Русского технического общества, 13 мая 1898 г.
в собрании Физико-математического отделении Академии наук н в 1899 г, — иа !Ч Русском водопроводном съезде. Работа была напечатана в ыфюллстенях политехнического общества", № 5, 1899, и в „Трудах !Ч Русского водопроводного съезда", 1899. Извлечения из работы были переведены иа французский н английский языки я напечатаны в "Ргосееб!пйз о! ГЬе Атег!сап чуатег'йогйз Азвос!ацоп Тисо!у-РопггЬ Апаса! Соптеьцопь, 81 Ьоо!з 1904, и в Аппа!ез без ропГз ег СЬапззсез", 1 рагцс, 1907.
Прим. рсд. .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
