Скорость распространения ударной волны при гидравлическом ударе

Скорость распространения ударной волны при гидравлическом ударе [c.367]

Таким образом, параметр а представляет собой скорость распространения ударной волны, а функция f описывает волну, распространяющуюся вверх по трубе. Совершенно аналогично можно показать, что функция ср представляет собой волну изменения давления, распространяющуюся вниз по трубе с той же скоростью а. Следовательно, в общем случае изменение давления в трубе при гидравлическом ударе есть результат суммирования (суперпозиции) ударных волн двух видов прямых и обратных, каждая из которых может быть положительной или отрицательной. [c.215]

Начало четвертого этапа характеризуется ситуацией, при которой давление у входа в трубу со стороны резервуара (р) больше, чем со стороны трубы р—Ар), жидкость из резервуара начнет втекать в трубу со скоростью и и давление в ней будет возрастать до р. При этом фронт первоначального давления х—х станет перемещаться в задвижке со скоростью распространения ударной волны. К концу этапа скорость во всей трубе равна и, а давление р. Но так как задвижка закрыта, то, начиная с конца четвертого этапа, процесс гидравлического удара начнет повторяться. При гидравлическом ударе часть энергии жидкости переходит в теплоту, поэтому с течением времени амплитуда колебаний давления Ар затухает и процесс приостанавливается. [c.67]

Описанный процесс происходит чрезвычайно быстро, так как скорости распространения ударной волны очень велики. Потери энергии, сопутствующие колебательному движению жидкости, приводят к постепенному затуханию данного процесса. На рис. 6.9 приведена диаграмма изменения давления при гидравлическом ударе в зависимости от времени, которая показывает, что давление при гидравлическом ударе может во много раз превышать давление, имеющееся в условиях статического напора. [c.160]

Решение. Для определения величины повышения давления при гидравлическом ударе находим скорость распространения ударной волны и скорость движения жидкости в трубопроводе [c.71]

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]

Процесс гидравлического удара, при котором повышение напора определяется выражением (17), называется прямым ударом. Полученное выражение носит название формулы Жуковского, так как он первый его открыл и проверил опытным путем. При прямом ударе во всех сечениях трубопровода повышение напора будет пропорционально начальной скорости жидкости Vq и скорости распространения ударной волны а. [c.32]

Как уже указывалось в 3, конечные уравнения гидравлического удара (11 ) целиком применимы к любому трубопроводу, имеющему постоянное поперечное сечение и одно и то же значение скорости распространения ударной волны. В том случае, если трубопровод состоит из совокупности таких элементарных трубопроводов, вся задача, с принципиальной точки зрения, сводится к составлению для каждого элементарного трубопровода уравнения (11 ) и их последующего совместного решения. Эта совместность должна заключаться в том, чтобы общие граничные условия участков были соответственно одинаковыми для любого момента времени. Трудности, возникающие при таком решении уравнений гидравлического удара, заключаются только в сложности вычислений. [c.84]

Определить мгновенное повышение давления в трубе при гидравлическом ударе, если внутренний диаметр ее d=200 мм, а расход воды F=200 м7ч. Скорость распространения ударной волны с=1200 м/с. [c.33]

Гидравлический удар—явление резкого изменения давления в напорном трубопроводе при внезапном изменении скорости движения жидкости, связанном С быстрым закрытием или открытием задвижки, крана, клапана и т. п., быстрым остановом или пуском гидродвигателя или насоса. В указанных случаях при уменьшении или увеличении скорости движения жидкости давление перед запорным устройством соответственно резко увеличивается (положительный гидравлический удар) или уменьшается (отрицательный гидравлический удар). Это изменение давления распространяется по всей длине трубопровода I (рис. 9.9) с большой скоростью с, называемой скоростью распространения ударной волны. [c.141]

Таким образом, при гидравлическом ударе жидкость, находящаяся в трубопроводе, будет совершать колебательные движения, которые из-за гидравлических сопротивлений, поглощающих первоначальную энергию жидкости на преодоление трения, будут затухающими. Скорость распространения ударной волны зависит от рода жидкости, материала трубы, ее диаметра, толщины стенок и определяется следующим выражением, получаемым из условия равенства между кинетической энергией жидкости, движущейся в трубопроводе, и суммой работ — сжатия жидкости и растяжения трубы [c.225]

Если учесть упругость материала стенок трубы, то скорость распространения ударной волны будет меньшей. Это объясняется тем, что при увеличении внутреннего давления в трубе (вследствие гидравлического удара) стенки трубы растягиваются и площадь поперечного сечения увеличивается на Аса. Поэтому на участке длиной / (рис. 14.8) внутренний объем трубы увеличивается на AW= .(i)l. Это пространство заполняется жидкостью, и кажущееся значение сжатия увеличивается, а наблюдаемый модуль упругости Ко уменьшается, следовательно, и скорость ударной волны уменьшится до значения [c.295]

Ударные волны вводе. Гидравлический удар. Ударные волны, о которых мы говорили, могут возникать и распространяться не только в газах, но и в жидкостях ) и твердых телах. В отличие от газов в жидкостях в практически встречающихся случаях скорость движения тел не превосходит скорости распространения звука. Действительно, скорость звука в воде примерно равна 1500 м/сек, т. е. в 4,5 раза больше, чем в воздухе, тогда как достигнутые скорости движения тел в воде значительно меньше, чем достигнутые скорости движения тел в воздухе. Поэтому с ударными волнами, возникающими при обтекании жидкостью тела со сверхзвуковой скоростью, не приходится [c.424]

Увеличение давления при гидравлическом ударе Др = рсУ, где р — плотность жидкости с — скорость распространения ударной волны V — средняя скорость движения жидкости. [c.31]

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]

Удар твердого тела о плоскую поверхность воды можно исследовать таким же путем, как и гидравлический удар в трубе. Так как теперь для обеих столкнувшихся сред величина рс имеет разные значения, то скорость распространения волн давления в обеих средах будет разная, а потому будет разным и изменение скорости в них. Если тело, ударяющееся о воду, представляет собой массивный кусок металла, то практически вся относительная скорость воспринимается водой . Повышение давления, возникающее в воде при ударе, довольно быстро спадает, во-первых, вследствие своего распространения со скоростью звука от контура поверхности столкновения, а во-вторых, вследствие того, что твердое тело под действием противодавления более или менее быстро (в зависимости от своей массы) теряет скорость. Кривая, изображающая зависимость ударного давления от времени, имеет примерно такой же вид, как кривая, изображающая распределение давления вдоль ширины прямоугольной пластинки, обтекаемой сверхзвуковым потоком (см. рис. 256). После того как ударное давление в воде делается равным нулю, в ней остается только обычное гидродинамическое давление, соответствующее оставшемуся после удара движению. [c.422]

Явление гидравлического удара характеризуется большими скоростями распространения ударной волны н большими величинами возникаюн1,их при. этом давлений периоды колебаний давлений составляют доли секунды, благодаря чему практически действие.м сил трения па протяжении столь коротких промежутков времени можно пренебречь. При ые-устаповившемся движении в зуинеле и резервуаре, когда явления развиваются значительно ме,дленнее, влиянием сил трения пренебрегать без значительных погрешностей уже нельзя. [c.135]

На первом этапе при мгновенном закрытии задвижки (рис. 5.11) слой жидкости около нее остановится, а остальная жидкость в трубе будет продолжать двигаться с прежней скоростью и. Через некоторое время начнут останавливаться и слои жидкости слева от задвижки, т. е. фронт остановивщейся жидкости х—х будет двигаться от задвижки к резервуару. В остановивщемся объеме жидкости между задвижкой и сечением х—х возникнет дополнительное давление Ар. Таким образом, справа от сечения х—х жидкость неподвижна, и ее давление равно р+Ар, а слева от сечения X—X жидкость по-прежнему движется к задвижке со скоростью ц и в трубе будет прежнее давление р. Фронт сжатия х—х движется в направлении резервуара со скоростью распространения ударной волны с. Описанный процесс послойного сжатия будет продолжаться до тех пор, пока ударная волна не дойдет до резервуара. На этом первый этап гидравлического удара заканчивается [c.66]

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]

Чтобы определить повышение давления при гидравлическом ударе, необходимо знать скорость распространения ударной волны. Н. Е. Жуковский установил, что скорость распространения ударной волны в зависимости от рода жидкости, материала, диаметра и толш,ины стенок труб выра.жается следующим уравнением [c.131]

И. Е. Жуковский доказал также, что возрастание давления при гидравлическо.м ударе р — р пропорционально плотности жидкости р, скорости распространения ударной волны а и средней скорости движения жидкости до удара [c.65]

Эффективнным способом предотвращения резкого повышения давления при гидравлическом ударе, возникающем во время выключения насоса и закрытия обратного клапана, является впуск воздуха в поток транспортируемой среды. В таком случае уменьшается приведенный модуль упругости всей системы, скорость распространения ударной волны и, соответственно, превышение давления. По данным руководства [71] [c.134]

Аналогичное явление будет происходить при увеличении расхода жидкости в трубопроводе, которое сопровождается понижением давления в той его части, которая расположена по течению перед регулирующим органом. Уменьшение сечения трубопровода и расширение жидкости создают излишние объемы жидкости, которые должны пройти через трубопровод. Благодаря этому на небольшой промежуток времени компенсируется потребное увеличение расхода и потому скорость жидкости не сразу, а постепенно получит повышенное значение по всей длине трубопровода. С такой же скоростью будет распространяться и соответствующее этому процессу понижение давления. В реальных условиях весь процесс получается, конечно, более сложным, но описанные картины дают физически правильную модель явления. Как пишет Н. Е. Жуковский все явления гидравлического удара объясняются возникновением и распространением в трубах ударной волны, происходящей от сжатия воды и от расширения стенок тpyбы . [c.12]

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]

Ударные волны, о которых, мы говорили в 6 главы шестой, могут возникать н распространяться не только в газах, но и в жидкостях и твёрдых телах. В отличие от газов в жидкостях в практически встречающихся случаях скорость движения тел не превосходит скорости распространения звука. Действительно, скорость звука в воде примерно равна 1500 M eK, т. е. в 4,5 раза больше, чем в воздухе, тогда как достигнутое скорости движения тел в воде значительно меньше, чем достигнутые скорости движен1 я тел в воздухе. Поэтому с ударными волнами, возипкающпыи при обтекании жидкостью тела со сверхзвуковой скоростью, не приходится пока встречаться. Но при взрывах в жидкости, например в воде, а также при других внезапных изменениях давлений и здесь образуются ударные волны. Ударные волны, возникающие в воде, благодаря большой плотности воды, приблизительно в 800 раз большей, чем плотность воздуха, а также благодаря большой скорости звука в воде имеют большие интенсивности. При резкой остановке течения воды в водопроводных трубах, в подводящих системах гидравлических турбин и в ряде других случаев образуются мгновенные повышения давления — возникает ударная волна. Это явление носит название гидравлического удара. Гидравлический удар может привести к серьёзным авариям в различных трубопроводах. [c.280]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...