ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Процесс изменения давления и скорости в трубопроводе после мгновенного закрытия задвижки из "Гидравлика Издание 3 " Фронт пп ударной волны, распространяющийся вдоль трубопровода со скоростью с, приводит к изменению скорости и давления в различных сечениях трубопровода. Так, в момент времени t=U- -2At (at=As/ ) этот фронт пройдет путь 2As, в момент времени +ЗА/ — путь 3As, в момент времени i=/o-j-s/ — путь S и т. д. [c.194] Соответственно в момент времени t=to-h2At жидкость остановится на длине 2As, в момент времени t—fo- -3At — на длине 3As и т. д. При этом давление на всем участке, пройденном ударной волной, увеличится на Ар, а скорость движения жидкости погасится до нуля. [c.194] На рис. 7-10 показан мгновенный снимок состояния трубопровода, эпюры распределения напора и скорости по длине трубопровода в момент времени i=i o-f-s/ . Фронт пп ударной волны прошел путь s за промежуток времени s/ после закрытия задвижки. На этом участке трубопровода давление увеличилось на Ар и стало равным p=po-j-Ap, а скорость движения жидкости погаси-лась до нуля, т. е. о = 0, стенки трубопровода растянуты, жидкость находится в сжатом состоянии. [c.194] В момент времени t—to+L/ фронт пп ударной волны достиг резервуара и занял положение п п (рис. 7-11). В этот момент времени жидкость в трубопроводе находится в мгновенном состоянии покоя (у=0), по всей длине трубопровода L давление увеличилось на Ар и стало равным р=ро+Ар, стенки трубопровода растянуты, а жидкость сжата. Такое состояние системы не является устойчивым, так как по исходному предположению давление в резервуаре не зависит от явлений, происходящих в трубопроводе. Следовательно, давление в резервуаре у начала трубопровода (рис. 7-11) сохранит свое первоначальное значение, равное ро. [c.194] В момент времени t = to- -2L/ отраженная волна достигнет задвижки и заключенная в трубопроводе масса жидкости приобретет всюду начальные объем и давление, находясь, однако, в состоянии движения в сторону резервуара. А так как движение в сторону резервуара приобретет вся масса жидкости, то в момент времени t=tQ 2L давление в сечении тт у задвижки должно понизиться на величину, которая может достигать значений Ар—рсио. [c.196] В момент времени t=to- -2L/ +s/ эта волна пройдет путь 5, т. е. достигнет сечения 5—5. [c.197] В момент времени /=io -ЗL/ волна понижения давления достигнет резервуара. [c.197] Так как наступивший покой всей жидкости в этом разреженном (при р Ро) состоянии не может сохраняться вследствие того, что в резервуаре давление постоянно р=Ро, то в сечении п —п снова появляется скорость движения жидкости VQ в направлении от резервуара к задвижке, т. е. в момент времени t=to+ - -3Lf возникает отраженная от резервуара волна, которая со скоростью с распространяется к задвижке. [c.197] В момент времени t=tQ- -ЗL - - L—5)/с эта волна достигнет сечения 5. [c.198] Р—Ро Ар, а стенки трубопровода сжаты. На участке же трубопровода длиной L— в этот момент времени давление равно ро, скорость движения жидкости и = оо, стенки трубопровода и жидкость находятся в начальном состоянии, соответствующем давлению ро. [c.198] В момент времени t — to-i 4L отраженная волна достигнет задвижки. В этот момент времени вся жидкость в трубопроводе будет находиться в первоначальном состоянии с давлением ро и скоростью Vo, направленной в сторону закрытой задвижки. В связи с этим произойдет новый гидравлический удар, давление у задвижки опять мгновенно повысится до р=ро- -Ар и явление повторится в выщеописанной последовательности. [c.198] На рис. 7-15 представлена диаграмма давления в сечении т—т у задвижки (см. рис. 7-9). Эта диаграмма состоит из отрезков, параллельных оси времени, находящихся от последней попеременно то на расстоянии ро+ +Др, то Ро—АР- Чередование этих отрезков происходит через промежуток времени 2Ь/с. Длительность этого промежутка времени называют длительностью фазы удара или просто фазой удара и обозначают тo=2L/ . [c.199] Как видно из рис. 7-15, период Го колебаний массы воды при гидравлическом ударе равен удвоенной длительности фазы удара в сечении т—т, т. е. [c.199] Однако период колебаний массы воды остается таким же, что и в сечении тт, т. е. равным Го=2то. Также не изменяется и величина Ар. [c.199] Опытные диаграммы давления, полученные Н. Е. Жуковским (создателем теории гидравлического удара), вполне подтвердили как формулу (7-46), так и все сказанное выше, при том условии, конечно, что потерями на трение по длине можно пренебрегать. [c.199] Вернуться к основной статье