Скорость ударной волны в упругом трубопроводе

Определим скорость распространения ударной волны в упругом трубопроводе круглого поперечного сечения. Рассмотрим отсек длиной Д/ (рис. 14.2). [c.289]

Скорость ударной волны. Входящая в приведенные выражения скорость а ударной волны (импульса давления) в упругой жидкости, заключенной в упругий трубопровод, определяется по уравнению [c.96]

Жидкость и стенки труб предполагаются упругими, поэтому в процессе понижения давления в трубопроводе до значения р они возвращаются в прежнее состояние, соответствующее этому давлению. Работа деформации переходит в кинетическую энергию и жидкость в трубопроводе приобретает первоначальную скорость V, но направленную в противоположную сторону. С этой скоростью жидкость в трубопроводе стремится оторваться от крана, вследствие чего возникает отрицательная ударная волна с давлением —Ар, которая направляется от крана к резервуару со скоростью с, оставляя за собой сжавшиеся стенки труб и расширившуюся жидкость. [c.104]

Повышение давления вызывает сжатие жидкости и увеличение диаметра трубы. Указанная упругая деформация жидкости и трубы происходит со скоростью распространения повышенного давления (в жидкости) по длине трубопровода. Скорость распространения упругих деформаций называется скоростью распространения ударной волны. Характер изменения давления у задвижки показан на схематической ударной диаграмме (рис. 6.9), из рассмотрения [c.160]

При гибкости полученных конечных уравнений, в смысле возможности любых граничных условий, тип самого процесса, происходящего при гидравлическом ударе внутри трубопровода, данными уравнениями вполне определен и по своей структуре остается всегда одинаковым. Напор и скорость жидкости в трубопроводе при гидравлическом ударе складываются математически из значений двух распространяющихся с конечной скоростью по длине трубопровода функций, которые представляют волны гидравлического удара, переносящие возмущения напора и скорости. Скорость распространения этих волн а, как видно из формулы (5), определяется упругими свойствами трубопровода и жидкости и называется скоростью распространения ударной волны. [c.22]

Наличие пузырьков газа в капельной жидкости имеет большое значение при возникновении гидравлического удара. Пусть капельная жидкость движется по трубопроводу, и в некоторый момент времени внезапно закрывается задвижка. Скорость жидкости перед задвижкой становится равной нулю. Давление перед задвижкой поднимается столь значительно, что становится существенной сжимаемость капельной жидкости. В потоке возникает ударная волна, которая начинает распространяться против течения. Скорость потока до прохождения ударной волны равна первоначальной скорости и, после прохождения волны становится равной нулю. Скорость распространения волны относительно среды зависит от объемной упругости жидкости и ее плотности. [c.207]

Для предотвращения или смягчения гидравлического удара в системе прессовых установок предусматривают специальные компенсаторы, которые поглощают энергию ударной волны или волны гашения, возникающей при любом резком изменении скорости течения жидкости в трубопроводе. Принцип действия компенсаторов состоит в том, что при любом внезапном местном повышении давления упругий элемент (поршень пневматического цилиндра, пружина и др.) перемещается, в результате чего происходит поглощение избытка энергии при волновых процессах и последние затухают без значительного увеличения давления. [c.297]

Теоретическое и экспериментальное исследование гидравлического удара в трубах впервые было сделано Н.Е. Жуковским. Гидравлический удар в трубе является быстропротекающим колебательным процессом, который сопровождается упругими деформациями жидкости и стенок трубопровода. Если в конце трубы, по которой движется жидкость со скоростью Уд и давлением рд, происходит мгновенное закрытие клапана (рис. 2.5), то скорость частиц жидкости, натолкнувшихся на клапан, будет погашена, а их кинетическая энергия перейдет в работу деформации стенок трубы и жидкости. При этом от клапана побежит ударная волна (волна сжатия) к входу в трубу. Если вход трубы связан с баком или с трубой [c.46]

Подсчеты показывают, что упругая деформация стенок распространенного стального трубопровода снижает скорость ударной волны по сравнению со скоростью в случае абсолютно нюстких стенок практически на 8—10%, причем это снижение будет тем больше, чем выше, при всех [c.97]

Рассмотрим простой трубопровод постоянного диахметра й длиной Ь, присоединенный к напорному резервуару и имеющий на конце задвижку (рис. 32). При быстром закрытии задвижки кинетическая энергия всей массы жидкости, движущейся со скоростью у, преобразуется в энергию давления. Вследствие упругости жидкости и материала трубы через некоторый, весьма малый промежуток времени (исчисляемый иногда тысячными долями секунды) после закрытия задвижки произойдет полная остановка и сжатие ближайшего к ней слоя жидкости под действием силы остальной массы движущейся жидкости. У задвижки в этом случае давление повысится до максимального значения, произойдет полный гидравлический удар. В следующий промежуток времени давление увеличится в следующем слое жидкости, а потом в следующем и т. д. Таким образом, повышение давления распространяется в виде ударной волны к началу трубопровода (прямой гидравлический удар) со значительной скоростью 0у. Волна повышенного давления достигает резервуара за время т = ЬЬу. Так как давление в резервуаре в этот момент меньше, чем в трубопроводе (отраженный гидравлический удар), то л<идкость начнет течь из трубопровода в резервуар, а от резервуара к задвижке будет перемещаться волна пониженного давления с той же скоростью Уу. Бремя, в течение которого ударная волна пониженного давления достигает резервуара и отраженная волна пониженного давления возвращается к задвижке, составляет фазу гидравлического удара [c.45]

Определить скорость распространения ударной волны и величину повышения давления при гидравлическом ударе в трубопроводе, составленном из стальных труб диаметром d = 600 мм, при толщине стенок б = 10 Л1Л и скорости движения воды Ио = 2,50 м сек. Гидравлический удар происходит в результате внезапного закрытия задвижки. Коэффициенты упругости для стали Е = 2-10 кПсм , для воды Ео = 2,07-10 nfl M . [c.166]

В реальных условиях трубопроводы обычно выполняются состоящими из труб различного диаметра и различных упругих свойств и могут представлять сложные системы разветвлений,, отводов и т. п. Полученные уравнения (11) дают принципиальную возможность решить задачу о гидравлическом ударе и в таких сложных системах, так как физическая сущность и внутренняя механика процессов остается, конечно, той же самой. В этом случае требуется только составить для каждого участка трубопровода, имеющего постоянное сечение и упругие свойства, т. е. одно и то же значение скорости распрострг-нения ударной волны, уравнения (11) и их совместно решать. Совместность решения должна заключаться в общности граничных условий этих участков для любого момента времеип.. Обычно эти условия заключаются в равенстве напора h и балансе расхода Q, т. е. произведения Fv, в соответствующих граничных сечениях. Это есть общий, принципиально правильный, метод решения задачи о гидравлическом ударе для системы трубопроводов, но часто громоздкий и трудоемкий при практическом его использовании, [c.27]

Прямые скачки уплотнения в капельных жидкостях. Так как капельные жидкости сжимаемы (хотя и в значительно меньшей степени, чем газы), то и в них могут возникать ударные волны. Эти волны могут образоваться при подводном взрыве, а в трубопроводе — при выходе из строя насоса ли при внезапном закрытии задвижки. В последнем случае явление, называемое гидравлическим ударом, я вляется эквивалентом прямой волны сжатия в газе. При бесконечно большом объеме жидкости или в случае абсолютно жестких стенок трубопровода скорость распространения малых возмущений давления с выражается через модуль о бъемной упругости жидкости Е-1, (см. табл. 1-2, 1-3 1-5) формулой (1-Юб) с= -Ев/р. Значения и р в капельных жидкостях очень мало меняются в широком диапазоне давлений, поэтому скорость распространения волны давления практически постоянна. При ударе в газе картина совсем [c.367]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...