Скорость распространения волны гидравлического удара

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]

Если трубопровод недеформируем, то скорость распространения волны гидравлического удара становится равной скорости звука в данной жидкости [c.141]

Чему равна скорость распространения волны гидравлического удара в случае недеформируемых стенок трубопровода ( = < ) [c.141]

Скорость распространения волны гидравлического удара /к 1 /ы Ю 1 [c.142]

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]

Найдем скорость распространения волны гидравлического удара в стальной трубе [c.143]

Ответ неправильный и логически необъяснимый. Проследите, как влияет изменение начальных условий на скорость распространения волны гидравлического удара и скорость течения жидкости. [c.146]

Согласно теории, разработанной Н. Е. Жуковским [4], скорость распространения волны гидравлического удара выражается формулой [c.24]

Это означает, что скорость распространения волны гидравлического удара достаточно велика однако это величина конечная, а не бесконечно большая, которую мы получили бы, если бы пренебрегли деформацией трубопровода и жидкости. [c.25]

Таблица 1.8. Скорость распространения волны гидравлического удара в трубах

Скорость распространения волны гидравлического удара а в м/сек в тонкостенных [c.351]

СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛНЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА [c.190]

Подставив А / о по (7-54) в зависимость (7-49), после преобразований получим формулу Жуковского для определения скорости распространения волны гидравлического удара [c.192]

Анализ формулы (7-56) позволяет сделать вывод, что в случае неупругих стенок ( ==00) скорость распространения волны гидравлического удара равна скорости Со распространения звука в неограниченной среде, в случае же упругих стенок она меньше Со. [c.192]

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]

Процесс, происходящий при внезапном изменении скорости движущейся жидкости, называется гидравлическим ударом. Распространение этого процесса по трубопроводу называется распространением волны гидравлического удара. Если при распространении волны давление повышается, то волна называется положительной, если понижается — отрицательной. [c.22]

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]

Б у н н а т я н Б. Л. и 3 о р я н 3. А. Искусственное уменьшение скорости распространения волны давления гидравлического удара в целях его моделирования. Известия АН Арм. ССР. ОТН , 1956, т. IX, Ереван. [c.141]

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]

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]

Отношение А//Д/ в полученном уравнении представляет собой скорость распространения гидравлического удара с (скорость распространения ударной волны) в трубопроводе, поэтому [c.103]

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]

При гидравлическом ударе приращение давления, вызванное торможением потока, пропорционально его плотности, скорости распространения в нем звука и скорости течения до торможения. Эта формула была получена Н. Е. Жуковским и носит его имя. Рассмотрим теперь схему распространения фронта волны давления. Примем, что жидкость невязкая и распространение волны давления осуществляется без рассеивания механической энергии. [c.365]

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

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]

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]

Поверхность, отделяющая участок распространения ударной волш>1 от участка невозмущенного ею 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.208]

Для выяснения явлений, происходящих при гидравлическом ударе, рассмотрим горизонтальный трубопровод постоянного диаметра, по которому со средней скоростью v движется жидкость. Если быстро закрыть установленную на таком трубопроводе задвижку, то слой жидкости, находящийся непосредственно у задвижки, должен будет в момент ее закрытия остановиться, а давление — увеличиться (вследствие перехода кинетической энергии в потенциальную энергию давления). Так как жидкость сжимаема, то остановка всей ее массы в трубопроводе не происходит мгновенно граница объема, включающего в себя остановившуюся жидкость, перемещается вдоль трубопровода с некоторой скоростью с, называемой скоростью распространения волны давления. Рассмотрим (рис. 177) прилежащую к задвижке часть объема жидкости F At = FAS (где F — площадь сечения трубы). За время АТ этот объем, остановившись, потеряет количество движения pFASt . [c.243]

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]

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]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...