Н.Е. Жуковский - О гидравлическом ударе в водопроводных трубах (1163270), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Пусть с( будет это расстояние, выраженное во времени его ппобега ударной волной: сг = —, л Мы должны бы были для желаемой цели к каждой величине Р, взятой (фнг. 4) на диаграмме левой волны на расстоянии 6 вправо от г, придать алгебраическн величину Р, взятую с диаграммы правой волны на расстоянии / влево от г'; ио вместо этого мы можем просто вообразить, что чертеж (фиг.
4) перегнут около вертикали гг и левая его половина О ГИДРАВЛИЧЕСКОМ УДАРЕ 77 й 5 наложена на правую. При атом симметричные относительно оси й точки прямой ф, и прямой г~з, совпадут, как зто пред. ставлено на фиг. 5, на которой контуры диаграмм левой н и правой волн обозначены теми же буквами, какими онн обозначены на фиг. 4. Мы видим, что диаграмма индикатора будет иметь вид зачерненной линии сфдптс„Узс„. Можно дать удобный практический способ построения таких диаграмм для различных точек трубы.
Надо сделать линейку М и обрезать ее сверху по контуру сс,1;с~Де, левой волны; потом начертить на бу- с, Фиг. 5. маге повеРнУтУю слева напРаво пРавУю волнУ с7сз7зс,~„н пРиложить к ней линейку, как показано на фигуре, причем сс=2— ), Соображая после этого алгебраическую сумму Р, + Рз в соответственных точках, мы сейчас же вычертим контур сфдпп7с,~,,сп пРедставлзюЩий диагРаммУ индикатоРа (оРдинаты контура надо умножить на рл). Длина этого контура по направлению прямой Р=О будет: сс„=— т. е. представит учетверенное время пробега ударной волной всей трубы, причем из данного построения видно, что с течением времени указанная диаграмма будет периодически повторяться.
О г'ИДРАВЛИЧЕг КО!а «ДАРЕ с), сгуг,... на направленайдем для различных величины: Заметив, что проекции кривых ние сс равны времени затвора "., частей нашей диаграммы следующие 2 (1 — Е) сс, =п1с 2 (! — Е) (о = тсе —— Е 2Е с,п = 1гс„=- —,—, 2". Ч =уе (20) Из первой формулы следует, что врелгя, протекшее огп начала поднятия давления Р до начала его падения, равно двсинолеу врелгени пробега ударной волной расстояния от индикатора до лгашстралп. Это положение принято нами в основание метода определения г,, причем диаграммы снимались по большей части у задвижки, и 1 получалась через разделение двойной длины трубы на упомянутое время.
Когда индикатор поставлен настолько близко к концу трубы, что 2Š— (т л тогда на диаграмме не получается прямых гуп и )зсг нулевого значения Р; равным образом, когда он поставлен настолько близко к началу трубы, что 2 (1 — Е) ( то не получается прямых г«й и тсе наибольшего положительного и отрицательного Р. Таким образом в рассматриваемой задаче могут существовать три вида диаграмм, изображенных на григ. 6. Диаграммы, снимаемые при задвижке, имеют всегда второй вид, при атом следует обратить внимание на то, что в этом случае первая диаграмма не вполне симметрична с последующими периодически повторяемыми диаграммами, так как проекция на прямую Р=О кривой су есть, проекции же на зту прямую я9, тя и с,уи есть —; в последующих же диаграммах проекции всех четырех упомянутых боков суть †.
На 2' третьей диаграмме выступ и впадина уменьшаются с прибли- Фас б. жением к началу трубы, и прн самом начале индикатор должен нам дать прямую Р=О. й б. Расположение наблюдений над гидравлическим ударом при Алексеевской водокачке. Три системы труб, диаметрами в 4, б и 2", нз которых первая имела длину 150,0 сажен, вторая — длину 152,3 сажени, а третья— длину 356,3 сажени, были заложены по двору Алексеевской водокачки, как зто показано на фнг. 7. Трубы в 4 н б" брали свое начало от колодца Р главной магистрали в 24' в диаметре и имели выпускную задвижку около колодца С; они располагались в виде двух з е О ГИДРАВЛИЧЕСУОУ' ",",: ий рядом идущих петель.
На фиг. 7 внутренняя, незачерченная труба есть труба в 4", а наружная, представленная черной чертой, есть труба в б". Труба в 2" примыкала к магистрали в 24" у колодца С и„сделав длинную петлю, идущую около забора двора водокачки, представленного крайним пунктиром, возвращалась назад к выпускной задвижке, расположенной около того же колодца. Выпускной конец для всех трех труб был сделан общий, так что одна и та же задвижка Фии 7. могла служить для затвора любой из труб при их надлежащем соединении с выпускной трубой.
Над задвижкой возвышалась двунога (фиг. 8), служащая для подъема груза с помошью проволочного каната, перекинутого через блок, Этот груз падал во всех наших опытах с одной и той же высоты и, дергая посредством проволочного каната за рычаг задвижки, закрывал ее в продолжение около 0,03 сек. Около двуноги находилась постоянная будка № 1, в которой помещался индикатор Кросби, соединяемый с концом испытуемой трубы. Количество вытекающей воды при наблюдениях над трубой в 2" определялось в фунтах с помощью малого металлического бака, поставленного прямо на десятичные "~ар Г ы цгском уддрЕ весы, а при наблюдениях над трубами 4 и б" зто количество определялось в пудах с помощью большого деревянного бака, снабженного водомерной трубкой, градуированной на пуды.
Зги баки видны на фиг. 8 налево от двуногн. При пользовании малым баком опыт производится так. Рукав, соединенный с выпускной трубой, оканчивался короткой изогнутой металлической трубкой, которая подве- Фиг 8. шнвалась на крючок на высоту малого бака. Водовыпускная задвижка открывалась до желаемой степени, и вода излива~ась на землю. Когда скорость истечения устанавливалась, то конец рукава быстро нацеплялся на край бака, и вода принималась в бак в продолжение 1 мин., после чего конец рукава быстро переносился опять на прежний крючок.
Затеи спускали гирю и быстрым затвором задвижки производили гидравлический удар, Когда наблюдение оканчивалось, то приступали к взвешиванию бака, который перед началом опыта был уравновешен на десятичных весах. Таким образом определялся в фунтах вес воды, вылившейся в бак, а по атому весу определялась скорость движения воды в трубе в 2".
3:з'. тжб — н е зчковс~.вк с т гь ГилолйгмпгГКФЛ~ Уках зц При пользовании большим баком опыт располагался так.- конец рукава укреплялся неподвижно над большим баком; задвижка открывалась до желаемой степени, и течение воды устанавливалось; после этого при продолжающемся течении. воды определялось, насколько поднимается вода в водомерной трубке в 1 мин. Когда это наблюдение было сделано, тогда производился гидравлическии удар.
Так как на каждый фут скорости (э секунду) из трубы в 4" выливается в 1 мпн. 9,05 пула воды, а при трубе в б' выливается 20,35 пуда, то Фяг. 9. скорости в футах при опытах над этими трубами могут быть получены делением числа найденных пудов в 1 мин. на. упомянутые числа. Скорость воды в трубе в 2' получается делением числа налившихся в 1 мнн. фунтов на 90,51. На фиг. 9 имеется фотография петель труб в 4 и б", снятая от начала петель. В середине фиг.
9 видна будка № 1; направо от нее трубы 4 н б" поворачивают к колодцу Р, а налево от нее видно начало и конец трубы в 2". Дальнейшее расположение петли трубы в 2" можно усмотреть на фиг. 10. Петля трубы идет около забора, ограничивающего двор водокачки, на этой петле поставлены передвижные будки № 11 и П1, нз которых первая видна на фотографии с ле- О ГИДРАВЛИЧЕСКОМ УДАРЕ вой стороны (фиг. 10). Человек, изображенный на фотогра,рии, стоит у конца петель труб в 4 и 6". й 7. Определение наибольших давлений в различных точках трубы с помощью манометров. Первоначальные наблюдения на Алексеевской водокачке были направлены к тому, чтобы показать, что максимальное давление прн Фиг.
10. гидравлическом ударе во всех точках трубы одинаково и Распространяется от задвижки к магистрали с некоторой постоянной скоростью. Опыты производились сначала над системой труб в 4", а потом над системой труб в 2". Вдоль линии трубы в 4" было поставлено одиннадцать манометров Бурдоне, снабженных фрикционными стрелками лля отметки наибольших показаний манометров. Манометры № 1, 2, 3, 4, 5, б, 7 были расположены по правой стороне петли (если смотреть от задвижки) на расстоянии друг от друга 10 сажен, причем 'манометр № 1 был около самой задвижки. Манометры же № 8, 9, 10, 11 были расположены по левой1 стороне петли на расстояниях около 20 сажен, причем манометр № 11 отстоял около сажени от начала трубы.
На фиг. 7 упомянутые манометры изображены маленькими кружочками. Сначала до открытия задвижки бя О ГИДРАВЛЙЧЕСКОМ УДАРЕ все фрикционные стрелки подвигались к стрелкам манометров, которые показывали давление главной магистрали, равное 4,5 апг (сверх атмосферного давления), Потом задвижка открывалась до желаемой степени, и происходило истечение воды, скорость которой определялась с помощью большого бака. Когда это определение было сделано, гиря, поднятая на двуногу, спускалась, и производился гидравлический удар. По окончании удара показания всех фрикционных стрелок осматривались и записывались. Результаты опытов, произведенных над трубой в 4" в 1897 г. июня 23 и 24, помещены в приложенной ниже таблице.
Наблюдении посредством манометров 23 н 24 нюни 1897 г. нал нанболаооимн давлениями ири гндравлическом ударе в трубе 4" 3 с .е и и а с = О е й я е з а о е а е а 3 с «'К га ан о Оса Покааання маяоиегроа е пя1 с о с. 7 8 9 10 3~4 5 6 36,0 ~ 28,0 48 37 36 53 38 42 29 26 26 25 25 25 38 45 38 38 47 38 30 27 27 8 405 2 7,0 3 4,7 4 6,4 5 2,8 6 2,6 37,7 28,0 24,1 18,8 22,6 25,6 П7 112 8 42,2 7 28,6 7 ' 27.1 5,5 16,2 5,5 ~ 14,8 15 15 15 14 12 13 68 50 52 29 25 25 23 20 22 22 20 23 10,3 10,4 7 10 9,9 3,5 4,0 4,0 44,3 23,2 18,4 18,4 39,6 14 16 16 48,8 27,7 22,9 22,9 Рассматривая на атой таблице давления в различных точках трубы, видим, что они довольно близки к постоянству.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
