Скорость распространения волны и повышение давления при гидравлическом ударе

Гидравлический удар в трубопроводе — это явление скачкообразного изменения давления в жидкости, происходящее вследствие резкого изменения скорости движения жидкости. Гидравлический удар может происходить при резком открытии или закрытии задвижки в трубопроводе, при остановке насоса илй турбины и в других случаях. При быстром закрытии задвижки происходит торможение жидкости у задвижки и резкое увеличение давления. Область повышенного давления распространяется по жидкости в сторону, противоположную начальной скорости ее движения. Скорость движения границы этой области называется скоростью распространения волны гидравлического удара с и для тонкостенного трубопровода определяется по формуле Н.Е. Жуковского [c.140]

Найти скорость распространения волны гидравлического удара и величину ударного повышения давления, если труба стальная (Е = = 2 10 Па). Коэффициент гидравлического сопротивления принять равным 0,03. Как изменится ударное повышение давления, если стальную трубу заменить чугунной тех же размеров (Е = 0,98 10 Па) [c.143]

СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛНЫ И ПОВЫШЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ГИДРАВЛИЧЕСКОМ УДАРЕ [c.24]

Следовательно, повышение давления, вызываемое гидравлическим ударом, тоже большая величина, но опять конечная, как и скорость распространения волны. [c.25]

Таким образом, учет ничтожных деформаций жидкости и стенок трубопровода раскрывает истинную суть гидравлического удара и создает возможность определения действительных значений скорости распространения волны и повышения давления. [c.25]

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]

Пример. Определить скорость распространения волны гидравлического удара и повышение давления при мгновенном закрытии стального трубопровода диаметром 0 = 450 мм. толщиной стенок е= =8 мм при начальной скорости движения воды 1>о=1,8 м/с. Решение. Согласно табл. 7-9 [c.193]

Повышение давления при гидравлическом ударе приводит к растяжению стенок трубы. Деформация стенок трубы, в свою очередь, меняет скорость распространения фронта волны давления в рассматриваемой жидкой сре- [c.367]

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

Влияние скорости распространения ударной волны а на колебание напора представляет практический интерес. Расчет гидравлического удара требует предварительного выбора толщин стенок трубопровода 8, как элементов, определяющих величину а. Но полученное по расчету повышение давления в различных сечениях трубопровода может иногда показать, что данные 8 следует увеличить или их возможно уменьшить. Бели в соответствии с данными расчета изменить толщины [c.132]

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]

Теория гидравлического удара возникла в конце XIX века. Некоторые частные вопросы этой теории — скорость распространения волны давления — были разрешены рядом ученых Резалем (1876 г.), Кортевегом (1878 г.), Громекой (1883 г.) при объяснении физиологических (распространение пульса) и звуковых явлений. Но только в 1898 г. профессор Н. Е. Жуковский в своей классической работе О гидравлическом ударе в водопроводных трубах" дал общее решение задачи, т. е. установил связь между изменениями скорости и колебанием давления жидкости, которые распространяются с определенной скоростью вдоль трубопровода. Теория эта возникла в связи с изучением гидравлического удара в водопроводных трубах на Алексеевской водокачке в Москве. На основании общего решения задачи Н. Е. Жуковским была найдена формула повышения давления при прямом ударе, носящая его имя. Кроме вывода основных формул, Н. Е. Жуковский рассмотрел еще целый ряд теоретических и практических вопросов этого явления. В 1903 г. вышла работа итальянского инженера Ал-лиеви, в которой он развил, используя основные положения теории гидравлического удара, разработанной Н. Е.Жуковским теорию непрямого удара и дал ряд методов для решения практически важных задач. Дальнейшее развитие теории шло по пути решения различных частных задач, опытной про- [c.9]

Условимся о терминологии. Гидравлический удар, вызывающий повышение давления, называется положительным, а вызыва-юш,ий понижение давления — отрицательным. Волна давления (положительная или отрицательная), распространяющаяся от затвора (или иного регулирующего устройства), называется прямой, а волна противоложного направления —обратной. Поверхность, отделяющая участок распространения ударной волпы от участка певозмущенного движения, называется фронтом волны. Фронт любой волны гидравлического удара перемещается с конечной скоростью, называемой скоростью ударной волны. Время, в течение которого ударная волна проходит двойную длину трубы, называют фазой гидравлического удара. [c.193]

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]

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. 117 схематически показана диаграмма изменения давления при гидравлическом ударе в зависимости от времени, которая показывает, что повышение давления при гидравлическом ударе может во много раз превышать давление, именЬщееся в условиях статического напора. [c.187]

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]

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]

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]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...