Гидравлический удар по длине трубопровода

Гидравлический удар по длине трубопровода [c.64]

Найдем общее решение задачи о гидравлическом ударе по длине простого трубопровода. Напор и скорость в любом сечении трубопровода для любого момента времени определяются основными уравнениями [c.64]

Определить, выдержит ли труба внутреннее давление в момент прямого гидравлического удара, если длина трубы 4200 м, диаметр 200 мм и толщина стенки 12 мм. Трубы стальные. По трубопроводу движется нефть, плотность которой 888,0 кг/м истинный модуль сжатия нефти 135 ООО Н/см. Средняя скорость движения [c.80]

Всякое изменение установившегося режима движения, согласно основному закону механики, требует приложения силы, которая для жидкости выявляется всегда в виде повышения или понижения давления. Колебание давления, которое сопровождает переходный процесс в жидкости, и носит название гидравлического удара. Благодаря упругости стенок трубопровода и сжимаемости жидкости новые значения скорости и давления распространяются по длине трубопровода с некоторой конечной скоростью, обычно, порядка 700—1200 м/сек. [c.11]

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]

Быстрое открытие и закрытие клапанов золотников высокого давления, переход от холостого хода к рабочему, внезапный останов плунжера или внезапное изменение сопротивления со стороны заготовки (резка, пробивка и др.) вызывают в гидроприводе прессовых установок резкое повышение давления жидкости -гидравлический удар. Происходящее при этом сотрясение трубопроводов приводит к нарушению уплотнений, а иногда даже к разрыву трубопроводов или других элементов гидропривода. При гидравлическом ударе образуются области повышенного и пониженного давления, перемещающиеся по длине трубопровода. Впервые гидравлический удар в трубопроводах изучил Н.Е. Жуковский. [c.233]

Колебательный процесс изменения давления и скорости потока в том или ином сечении трубопровода при гидравлическом ударе состоит из четырех фаз. Их последовательность на участке трубопровода от затвора до резервуара, из которого питался трубопровод до перекрытия (рис. 42, а), такова. В момент перекрытия потока у затвора полностью гасится скорость потока V, а это по,теореме импульсов вызывает мгновенное возрастание давления на величину руд в соответствии с формулой (34). Волна ударного давления +Руд распространяется в направлении резервуара и достигает его через время На, где /— длина этого участка трубопровода. К моменту времени /[ (отсчет времени ведется от момента мгновенного закрытия) давление распространяется на весь участок длиной I, а скорость v во всех его сечениях [c.101]

IV.52. Вода подается по трубопроводу длиной / = 4 км на высоту /г = 25 м насосом с напором // = 50 м свободный напор в конце трубопровода Ясв = 15 м. Определить необходимое время закрытия затвора при условии, что общее давление в трубопроводе при гидравлическом ударе не будет превышать р = 0,7 МПа (7,14 кгс/см ), если трубы а) стальные диаметром D = 1200 мм при толщине стенок б = 15 мм [c.109]

Пренебрегая гидравлическими потерями в трубопроводе и рядом других факторов, происходящие при гидравлическом ударе процессы можно представить следующим образом. Пусть из резервуара значительной вместимости (рис. 6.11, а) по трубопроводу длиной I и диаметром д. движется капельная жидкость со скоростью V. Как было показано выше, при быстром (мгновенном) перекрытии крана также мгновенно останавливается слой жидкости, расположенный непосредственно у крана, и давление в ней повышается от р до р . Вследствие сжатия жидкости и расширения стенок труб в этом слое освобождается некоторый (весьма малый) объем, благодаря чему остановка следующего слоя произойдет не одновременно с первым, а через некоторый (также весьма малый) промежуток времени. После остановки второго слоя в нем произойдут аналогичные явления (повышение давления до Руд, сжатие жидкости, расширение стенок труб и, как следствие, освобождение некоторого элементарного объема), затем эти же [c.103]

Определить силу гидростатического давления, передающуюся на задвижку вследствие возникновения гидравлического удара при ее закрытии. Трубопровод стальной, наружный диаметр 114 мм, толщина стенки 7 мм, длина трубопровода 6,2 км. По трубопроводу перекачивается нефть плотностью 875 кг/м со скоростью [c.79]

Вернемся к рассмотрению процесса распространения ударных волн при закрытии затвора в нижнем конце трубы. Если в установившемся режиме, который имел место до закрытия затвора, пренебречь потерями по длине и скоростным напором, то пьезометрическая линия изобразится горизонтальной прямой ПУ (см. рис, 100). Тогда возникшее при гидравлическом ударе распределение давления вдоль трубы для некоторого момента изобразится линией 1. С течением времени волна повышения давления, распространяясь вверх по трубе, охватит всю ее длину (линия 2). Но в начальном (входном) сечении трубы давление не может измениться, так как там оно определяется, только напором Но над центром отверстия. Поэтому в момент прихода ко входному сечению волны повышения давления в этом сечении должна возникнуть волна противоположного знака, т. е. волна понижения давления, которая компенсировала бы первичную волну. Такая волна возникает, поскольку часть уплотненной жидкости будет вытолкнута из трубопровода в резервуар, благодаря чему понизится давление в верхнем конце трубы и это понижение распространится вниз (линия 3). Появление этой распространяющейся вниз по трубе волны изменения давления называют отражением ударной волны от входного конца трубы. В момент, когда отраженная волна достигнет выходного конца с полностью закрытым затвором, произойдет новое отражение, но уже без перемены знака волны, т. е. отраженная волна будет иметь тот же знак, что и подошедшая. [c.209]

Если время закрытия задвижки i больше времени (фазы) гидравлического удара Т (Т=21/а, где I — длина трубопровода), то повышение давления не достигнет максимального значения. При медленном закрытии задвижки повышение давления определяется по формуле, Па, [c.112]

К гидрораспределителю, время срабатывания которого = = 0,03 с, подводится расход масла (р = 900 кг/м , = 1,35 х X 10 МПа) Q = 1 л/q по латунному трубопроводу длиной I = 7,5 м и диаметром D = 16 мм. Перед гидрораспределителем установлен шариковый предохранительный клапан диаметром d = 12 мм, жесткость пружины которого l = 50 Н/мм (см. задачу 2.15). Определить величину предварительного поджатия пружины Xq, при котором клапан срабатывает при гидравлическом ударе, если толщина стенки трубопровода й = 1 мм, модуль упругости латуни Е = 1,13 10 Па, начальное давление р = 0,5 МПа. [c.71]

Ответ правильный, так как по условию в обоих случаях гидравлический удар считается прямым и увеличение длины трубопровода не играет роли. Уменьшение диаметра и толщины стенок в 2 раза взаимно компенсируется, и поправка на деформацию трубопровода (1 + Kdj [c.147]

Клапанные гасители гидравлического удара. Для ограничения величины ударного давления применяют также предохранительные клапаны (рис. 1.46, г), действие которых при обеспечении известных условий равноценно действию рассмотренного выше диафрагменного компенсатора с каналом, ведущим в жидкостную среду с постоянным давлением (см. рис. 1,46, в). Для того чтобы максимально устранить прохождение ударной волны по магистрали за предохранительный клапан, т. е. максимально поглотить энергию ударной волны, необходимо уменьшать инерционность подвижных элементов клапана, которая зависит от массы подвижных его частей и сечений проходных каналов, а также от длин трубопроводов, с помощью которых клапан присоединяется к рабочей магистрали, и длины дренажного трубопровода, которым клапан соединяется с баком. [c.102]

Для трубопровода, состоящего из последовательно соединенных отдельных труб длиной 1, k, In, вычисление гидравлического удара производится по формуле (117), в которой скорость звука а определяется из выражения [c.343]

На повышении напора, соответствующем формуле Н. Е. Жуковского, процесс гидравлического удара, конечно, не прекращается и дальше следуют колебания напора и скорости по всей длине трубопровода. Прямой удар есть только частный момент, который может существовать при гидравлическом ударе в начальный период времени. Дальнейший процесс требует учета обратной волны, т. е. общего решения задачи. [c.33]

Чем меньше длина трубопровода L, тем больше Я и тем меньше абсолютная величина С. Поэтому, с точки зрения гидравлического удара, всегда выгодно по возможности уменьшать длину напорного трубопровода гидротурбины. Для этого стремятся расположить турбину как можно ближе к верхнему бьефу или уравнительной камере. Назначение уравнительной камеры и заключается в уменьшении длины напорного трубопровода и защите закрытой деривации от гидравлического удара, сопровождающего регулирование гидротурбины. С увеличением L растет С, которое при закрытии имеет предельную величину— повышение напора при прямом ударе. [c.131]

Изменение времени регулирования влияет на Я, а следовательно, и на С, по сравнению с длиной трубопровода L в обратном направлении. Чем больше Т , тем меньше С, и наоборот, чем меньше 7р, тем больше С. Увеличение времени процесса регулирования является одним из наиболее эффективных способов уменьшения величины гидравлического удара. Но, как это будет подробно рассмотрено дальше, колебание оборотов [c.131]

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]

Для борьбы с гидравлическим ударом на трубопроводах устанавливают разного рода устройства, увеличивающие время закрытия задвижек и кранов и тем самым смягчающие действие удара. Безопасное время закрытия определяется по формуле з>2/-/с, где I — длина трубопровода. [c.226]

Незначительная длина гидроцилиндра по сравнению с длиной трубы и положение торможения поршня, обычно близкое к концу цилиндра, позволяют нам считать, что в цилиндре давление и скорость жидкости изменяются одновременно с теми же параметрами в трубе к цилиндру, и позволяют пренебречь прямой и обратной волнами в цилиндре. Весь процесс гидравлического удара разобьем на ряд этапов, соответствующих одинаковым промежуткам времени АТ, где АГ равно времени так называемого пробега ударной двойной длины трубопровода 2Ь от регулирующего органа до цилиндра [c.240]

Н. Е. Жуковский, рассматривая теоретически явление гидравлического удара применительно к водопроводной трубе постоянного сечения без ответвлений, установил, что в момент перекрытия трубы задвижкой (рис. XIX.14) в точке п останавливается ближайший к задвижке слой жидкости, кинетическая энергия которого при этом переходит в потенциальную, что вызывает резкое возрастание давления у задвижки и сжатие этого слоя жидкости. Вслед за остановкой ближайшего к задвижке слоя останавливаются все остальные слои жидкости в трубопроводе вплоть до последнего в точке М у резервуара А и кинетическая энергия каждого слоя переходит в потенциальную, что вызывает сжатие этих слоев. Переход кинетической энергии в потенциальную вдоль трубы от задвижки к резервуару происходит в виде волны, скорость распространения которой обычно обозначается через ао. При длине трубы I волна достигает резервуара через //ао сек. В этот момент вся масса жидкости сжата и находится в состоянии покоя. Однако это состояние неустойчиво. Из-за наличия в конце трубы давления, значительно превышающего рабочее, условия равновесия нарушаются. Это стимулирует превращение упругой энергии сжатого слоя, ближайшего к концу трубы, в кинетическую энергию. Масса жидкости приходит в движение по направлению к резервуару, и давление у задвижки, резко понижаясь, становится меньше рабочего. Давление изменяется с большой скоростью от слоя к слою в направлении к задвижке или же в направлении к резервуару. На оба эти периода затрачивается время 2//оо, которое обычно называют длительностью фазы или просто фазой удара (рис. XIX, 15). [c.399]

Возьмем трубопровод, который питается водой из бака и в конце имеет кран (рис. 22). При быстром закрытии крана возникает гидравлический удар. Повышение давления вызовет некоторое сжатие жидкости и расширение стенок трубопровода. В результате произвольно взятое сечение АБ переместится в новое положение А Б, а длина столба жидкости 1 уменьшится до длины /г. По окончании сжатия частицы жидкости в трубе будут обладать большей энергией, чем частицы жидкости в баке, и поэтому они начнут двигаться в обратном направлении. При этом частицы сечения А Б, пройдя по инерции сечение АБ, попадут в новое сечение А"Б" [c.56]

Если давление в начале трубопровода сохраняется неизменным (в случае, когда трубопроводом забирается вода из открытого бассейна с большой площадью поверхности), то после достижения ударной волной начального сечения трубы, в ней начинается обратное перемещ.ение ударной волны с той же скоростью с, причем это есть уже волна понижения давления. Одновременно в трубе возникает движение жидкости по направлению к начальному сечению. По достижении ударной волной сечения у задвижки давление здесь снижается и делается меньшим, чем первоначальное давление до удара после этого начинается перемещение ударной волны, но уже волны понижения давления, в направлении к началу трубопровода. Циклы повышений и понижений давления будут чередоваться и далее через промежутки времени, равные времени двойного пробега ударной волной длины трубопровода от задвижки до начала трубопровода. Таким образом, при гидравлическом ударе жидкость, находящаяся в трубопроводе, будет совершать колебательные движения, которые в силу гидравлических сопротивлений и вязкости, поглощающих первоначальную энергию жидкости на преодоление трения, будут затухающими. [c.31]

Скорость изменения расхода и давления по длине трубы зависит от упругих свойств жидкости и материала стенок трубы [Л. 1]. Для воды, движущейся по металлическому трубопроводу, эта скорость очень велика, вследствие чего, например, в теории гидравлического удара изменение скорости принимается одновременным для всей трубы. Для газообразной среды эта скорость меньше, чем для жидкой, но во всяком случае величина ее такого же порядка, как величина скорости звука в данной среде, т. е. больше, чем скорость движения самой среды в трубах. Это дает основание применять одновременность изменения расхода по длине трубы для пара так же, как и для воды. [c.89]

Как показывает анализ уравнений (3) и (9), такое упрощение означает физически пренебрежение влиянием скорости v на скорость распространения новых значений давления и скорости жидкости по длине трубопровода при гидравлическом ударе. В действительности эта скорость будет равна (a-j-v), когда она совпадает по направлению со скоростью v и равна а — V), когда ей противоположна. Такое переносное влияние скорости самой жидкости на распространение в ней возму щений правильно отражает физическую картину процесса. Но так как максимальная скорость воды v в трубопроводах гидроустановок, обычно, не превосходит величины 5—7 Mj eK, а скорость а, как это будет видно дальше, для жестких трубопроводов имеет в среднем значение порядка 700—ЮООл/с /с, то данное упрощение, как правило, оказывает практически незначительное влияние на точность расчетов. [c.19]

В случае непрямого гидравлического удара (когда закрытие крана происходит сравнительно медленно или трубопровод имеет малую длину, в связи с чем отраженная волна успевает достигнуть крана до окончания его закрытия, т. е. когда Т = 211с) приращение давления может быть ориентировочно определено по формуле [c.105]

Рассмотрим процесс распространения ударных волн при закрытии затвора в нижнем конце трубы. Если в уста1ювившемся режиме, который имел место до закрытия затвора, пренебречь потерями по длине и скоростным напором, то пьезометрическая линия будет иметь вид горизонтальной прямой /7У (рис. .43). Тогда возникшее при гидравлическом ударе распределение давления вдоль трубы для некоторого момента изобразится линией J. С течением времени волна повышения давления, распространяясь вверх по трубе, охватит всю ее длину (линия 2). Но во входном сечении трубы давление не может измениться, так как там оно определяется только напором над центром отверстия. Поэтому г- момент прихода ко входному сечению волны повышения дарле-ния в нем долн<на возникнуть волна противоположного знака, т. е. волна понижения давления, которая компенскровал бы первичную волну. Такая волна возникает, поскольку часть гплг,т-нен ой жидкости выталкивается из трубопровода в резервуар, [c.193]

В то же время известно, что вероятность возникновения нестационарных (переходных) гидравлических режимов с опасными по условиям прочности последствиями возрастает при увеличен ш длины тепловой сети [57). Аварийный останов насосов, разрыв трубопровода, срабатывание или отказ в работе регулирующей аппаратуры может привести к больщим изменениям скорости теплоносителя во времени и вызвать гидравлический улар. Исследованиям возникновения и средств защиты сети от гидравлических ударов посвящены работы Б.Н.Громова, Б.И.Свинухова [57] и др. [c.122]

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]

Как уже отмечалось, на трубопроводы и опоры воздействует вес труб, арматуры, изоляции и транспортируемой среды, которая находится под давлением Дополнигельные усилия появляются при прогреве и остывании трубопроводов в связи с изменением их длины и из-за неравномерности температуры по толщине сте-1ЮК их труб и арматуры. Кроме того, нагрузки возникают от гидравлических ударов в результате мгновенного вскипания жидкости, находящейся внутри паропроводов, при неправильно.м их прогреве или при наличии воздуха в трубопроводах циркуляционной воды при пуске насоса. [c.145]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...