Компенсатор гидроудара

Зачем закруглён стояк горячей воды: правда о гидроударах и пластиковых трубах

Жители новостроек, принимая квартиры, с удивлением обнаруживают «бублики» — петли на пластиковых стояках горячей воды под потолком. Одни просто прячут за гипсокартонный короб, другие требуют объяснений. Зачем труба закруглена? Так застройщик пытается застраховать жильцов от разрыва труб. Удалять бублики нельзя, но можно заменить более эстетичным вариантом.

Что такое гидроудар и почему его боятся

Гидроудар — резкий и очень сильный скачок давления в трубах. Способен разорвать соединения и сами трубы, сорвать вентили и устроить потоп. Небольшие гидроудары действуют постепенно, раз за разом выдавливая прокладки, медленно, но верно деформируя и уничтожая микротравмами трубы водоснабжения и отопления.

Если система водоснабжения неправильно смонтирована, то гидроудары могут возникать и с использованием вентилей. Основная причина – резкие переходы в диаметре труб . Когда жидкость перемещается под давлением по трубе большого диаметра и доходит до места, где труба «сужается» – это тоже может стать причиной для возникновения проблем, так как любая преграда на пути жидкости, двигающейся со скоростью, изменяет её объём и, соответственно, давление. Также это относится к резким поворотам и изгибам трубопровода . Меньше всего от такого удара защищены трубопроводы с диаметром труб до 100 мм и разводкой на большие расстояния.

Гидравлический удар возникает и из-за образования воздушных пустот, особенно на изгибе трубы.

На нижеприведённом рисунке наглядно видно, что происходит с трубой при резко закрытом кране – гидроудар:

Способы предотвращения гидроударов

Защитить систему водоснабжения дома или квартиры можно по-разному:

  • Сначала необходимо осмотреть всю систему на предмет обнаружения протечек и вообще пригодности к эксплуатации, степени износа труб. Старые трубы лучше заменить на новые. Надёжность системы зависит от качества материалов и правильного монтажа.
  • Установка запорной арматуры вентильного типа. Плавно закрывать кран, чтобы давление в системе водоснабжения выравнивалась плавно.
  • Использование труб большего диаметра . Диаметр труб выбирайте более 100 мм. Чем больше диаметр труб, тем ниже скорость потока воды и соответственно гидроудар.
  • Избегайте длинных участков прокладки труб и без резких изгибов, тогда в них не будут образовываться воздушные пробки.
  • Не допускайте резкого перепада температур в водопроводной трубе. При проектировании дома необходимо учитывать, чтобы трубы шли по тем местам и помещениям, где перепад температуры будет минимален. Делать теплоизоляцию труб.
  • Постоянно выполняйте профилактику:
  1. Проверяйте работу группы безопасности: манометра, воздухоотводчика, предохранительного клапана.
  2. Регулярно проверяйте состояние фильтров, которые задерживают песок, ржавчину.
  • Используйте компенсаторное оборудование.

Компенсаторы и гасители гидроударов

Компенсаторы и гасители гидроударов – специальные приспособления, которые способны принимать в себя часть жидкости из общей системы, когда возрастает давление, снижая его таким образом.

Если ваш дом снабжается водой из автономного источника при помощи насосного оборудования, то используйте гидроаккумулятор. Он входит в состав насосных станций и представляет собой бак с резиновой мембраной, куда при гидроударе будет сбрасываться излишняя вода до нормализации давления системы. Реле давления – элемент, который не спасёт от гидроудара, но отключит насос, когда вы перекроете кран, и давление превысит определённое значение. При этом надо учитывать, что выключение насоса не произойдёт мгновенно. Используйте насос с частотным преобразователем, который автоматически регулирует его работу и обеспечивает плавный пуск и остановку. Резкое повышение давления в системе, которое приводит к гидроудару, исключается.

В качестве амортизатора можно использовать трубу из эластичного пластика или термостойкого армированного каучука, который будет гасить энергию гидравлического удара.

Наиболее уязвимы для гидравлических ударов длинные трубопроводы, например, тёплый пол. Чтобы обезопасить такую систему, её оснащают термостатическим клапаном.

Термостат с суперзащитой. Иногда применяют термостат со спецзащитой от гидроудара. Подобные устройства имеют пружинный механизм, установленный между клапаном и термоголовкой. При избыточном давлении пружина срабатывает и не позволяет клапану полностью закрыться, как только мощность гидроудара снижается, клапан плавно закрывается. Устанавливают такой термостат строго по направлению стрелки на корпусе.

Схема устройства компенсатора гидроударов

На вышеприведённых схемах показаны примеры, как нужно правильно устанавливать компенсаторы. Они могут монтироваться горизонтально или вертикально, на коллекторах холодной и горячей воды или на любом участке трубопровода, ведущего к конечной точке потребления воды.

Здесь необходимо обратить внимание на то, что нельзя допускать застой воды у входа в компенсатор, иначе в системе могут начать размножаться бактерии. Поэтому инструкция не допускает его установку в верхней части стояка.

Согласно статистике, больше половины аварий на трубопроводах возникает не из-за коррозии или усталости материалов. Их причиной становятся гидроудары в системе водоснабжения. Но их вполне можно избежать, если сразу монтировать систему по всем правилам, и оснащать её специальными устройствами, гасящими ударную волну.

Перечисленные выше меры защиты будут более эффективными, если их применять комплексно, и всегда можно нейтролизовать неприятные последствия гидроудара и продлить срок эксплуатации труб и бытовой техники.

Гидроудар в трубе и защита от него

Под гидроударом следует понимать резкий перепад давления жидкости в трубопроводной системе, который возникает в результате стремительного изменения скорости движения транспортируемого потока.

Гидроудар – что это такое?

В Политехническом словаре от 1957 года представлено следующее описание: “Гидравлический удар – сложный комплекс явлений, происходящих в жидкостях при резком изменении её скорости. Возникает в движущейся жидкости при быстром перекрытии трубопровода каким-либо запорным устройством, при резкой остановке насоса. Существенной частью гидроудара является волновой характер изменения давления и скорости в трубопроводе”.

Давление может, как повышаться, так и понижаться, в зависимости от чего гидравлический удар подразделяется на:

  • Положительный – при увеличении давления на фоне стремительного перекрытия трубопровода либо включения насосного оборудования;
  • Отрицательный – при снижении давления, которое наблюдается при открывании заслонки либо отключении насосного оборудования.

В обоих случаях важна защита манометра от гидроудара, которая обеспечивается с помощью специальных трубок СТМ.

Причины гидравлического удара

Возникновение гидроударов обычно происходит из-за нескольких причин.

  • Резкое перекрывание/открывание вентилей, задвижек и прочей запорной арматуры меняет скорость потока;
  • Включение/отключение насосов провоцирует смену давления в системе;
  • Гидроудар может возникнуть из-за резких перепадов сечения труб в коммуникации;
  • Наличия преград на пути перемещения рабочей среды – в качестве таких преград могут быть воздушные пробки, противоположно направленный поток и прочее.

Резкие манипуляции с запорной арматурой (открывание, закрывание) приводят к быстрому изменению давления в точках установки оборудования. При перекрытии арматуры, она и её комплектующие подвергаются воздействию быстро возросшего давления. В результате этого, уплотнители резьбовых соединений и фланцевые прокладки приходят в негодность. Эксплуатация системы в условиях повышенного давления приводит к выходу из строя деталей запорных элементов.

При резком открывании жидкость стремительно набирает скорость и начинает двигаться в зону с более низким давлением, которая находится за арматурой. В этом случае опасности подвергаются места, расположенные после запорного оборудования. От гидроударов особенно часто страдают участки с наиболее высоким сопротивлением рабочей среды (изгибы трубопровода, батареи и прочее).

Избыточное давление может быть разным, его величина обусловлена следующими факторами:

  • Способностью жидкости к сжиманию (например, вода практически не сжимается);
  • Скоростью перемещения рабочей среды;
  • Временем протекания процесса.

Немаловажное значение также имеет уровень жёсткости материалов, на которые воздействует сила гидравлического удара. Это объясняется тем, что энергия движущегося потока не может быстро преобразовываться в иные виды энергии, например, в потенциальную энергию деформирования стенок трубопровода либо сжатия рабочей среды. Это приводит к тому, что давление в месте возникновения преграды/расширения трубы резко увеличивается/уменьшается и тем самым порождает образование ударной волны. Если давление в системе будет больше допустимого значения для конкретного материала магистрали, то это грозит нарушением её целостности.

Последствия гидроудара

Большую опасность для водопроводных и отопительных сетей представляет положительный гидравлический удар. Чрезмерно сильный перепад давления способен привести к повреждению коммуникации. После гидроудара может нарушиться герметичность запорных элементов, произойти растрескивание трубы и выход из строя насосов и теплообменного оборудования. Поэтому важно предотвратить возникновение гидравлических ударов либо уменьшить их силу воздействия.

Узнать о появлении гидравлических ударов в трубопроводе не сложно. Первыми симптомами данных неприятностей является возникновение посторонних звуков (щелчков, стуков и т.д.), которые обычно слышны при открывании/закрывании крана. Многие не придают значения таким шумам, но тем не менее они сигнализируют о повышенных нагрузках в трубопроводе.

Защита от гидроудара

Чтобы защитить трубопровод от гидравлических ударов, нужно:

  • Плавно открывать/закрывать запорные элементы

При плавном закрывании крана давление в трубопроводе будет постепенно выравниваться. При этом ударная волна будет иметь незначительную силу, а следовательно, мощность гидравлического удара будет минимальной. Но не во всех случаях возможно обеспечить плавное закрывание крана. Далеко не у всех моделей вентильная конструкция, многие современные краны имеют шаровую систему – достаточно одного неосторожного резкого поворота и кран придёт в положение “закрыто”.

  • Использовать трубы большого диаметра

В трубопроводах большого диаметра рабочая среда движется с меньшей скоростью, чем в системах с более маленьким диаметром. А чем скорость перемещения потока жидкости меньше, тем слабее сила гидроудара. Однако данный способ гораздо затратнее. Расходы увеличиваются за счёт более высокой стоимости труб и теплоизоляции.

  • Установить амортизирующее устройство

Данное устройство располагается по направлению движения рабочей жидкости. В качестве амортизатора используется отрезок трубы из эластичного пластик либо каучука, которым заменяется часть жёсткой трубы перед термостатом. При возникновении гидравлического удара происходит растяжение эластичного отрезка и частичное гашение силы удара.

  • Использовать компенсаторное оборудование
Читать еще:  Монтаж водопровода из полипропиленовых труб

Для сбрасывания лишней жидкости до момента нормализации давления в трубопроводе используется гидравлический аккумулятор. Данное оборудование выполнено в виде герметичного бака, оснащённого мембраной и воздушным клапаном. Мембрана изготавливается из эластичного материала, бак – из стали.

  • Использовать автоматику насосов

Одной из причин появления гидравлических ударов в трубопроводе является насосное оборудование. Движение рабочей среды зависит от того, насколько быстро вращаются насосные валы. Следовательно, плавное снижение/увеличение скорости вращения позволяет уменьшить силу воздействия и снизить риск появления гидроударов.

На производствах для управления насосным оборудованием используются специальные регуляторы, частотные преобразователи и прочие подобные приборы. Данное оборудование также подходит для использования в бытовых условиях.

Гидравлические удары в коммуникациях появляются при остановке насосного оборудования, например, при исчезновении сети питания. На производствах и в сфере коммунального хозяйства резервные источники используются давно и не раз доказали свою эффективность. Предупреждение аварийных ситуаций и сокращение расходов на ремонтные работы приводят к существенной экономии средств. Включение домашнего насосного оборудования через устройство защиты от гидроударов (стабилизаторы и источники резервного питания) поможет обезопасить внутренние коммуникационные системы.

Байпас представляет собой дополнительный участок трубопровода, который используется в качестве обходного канала и служит для регулирования пропускной способности сети отопления. Такие устройства можно монтировать, как в новые системы, так и в уже существующие.

Это простое, но эффективное изобретение, работающее по принципу расширительного бака отопительных коммуникаций. При резком перепаде давления жидкость перемещается в мембранный гаситель. После того, как давление в трубопроводе упадёт до рабочей величины, произойдёт выталкивание жидкости обратно в систему. Возвращение воды обеспечивается благодаря избыточному давлению воздуха, находящегося с противоположной стороны мембраны.

Клапан защиты от гидроудара располагается в трубопроводной системе рядом с наносом. Он реагирует на скачки давления, принимая обратную волну и предотвращая гидравлические удары. Клапан оснащён специальным регулятором, который при перепаде давления плавно открывает его. Таким образом, когда обратный поток рабочей среды доходит до насосного агрегата, клапан уже находится в открытом состоянии. В результате этого происходит сбрасывание воды, а следовательно, снижение давления до допустимой величины. После нормализации давления регулятор закрывает клапан, чтобы предотвратить опустошение системы.

Гидроудар в полипропиленовых трубах

Разные свойства материалов, которые используются для производства трубопроводной продукции, по-разному способны противостоять гидравлическим ударам. Например, при других одинаковых характеристиках, максимальное давление при закрывании арматуры в системах из ПП труб меньше в несколько раз по сравнению со стальными коммуникациями, на 65% меньше, чем в сетях из стеклопластика и на 50% – нежели в трубах из поливинилхлорида.

Данные свойства обуславливают использование демпферов (эластичных отрезков труб) на участках трубопроводных систем с повышенной вероятностью возникновения гидравлических ударов.

Последствия гидроудара могут привести к выходу из строя водопроводных и отопительных систем. Чтобы избежать данных неприятностей, следует прислушиваться к рекомендациям специалистов и защитить систему от возникновения гидравлических ударов. Это обеспечит бесперебойную работу трубопроводов на протяжении длительного времени.

Трубы с повышенной защитой от гидроудара

Важный момент: среди ряда предложенных выше методов защиты и предотвращения гидравлического удара, так же имеют значительную актуальность технические характеристики самой трубопроводной системы, такие как модуль упругости и толщина стенки.

Низкий модуль упругости труб aquatherm GmbH, а так же увеличенная толщина стенки (по сравнению с металлическими трубами) обеспечивает более высокую устойчивость к импульсному давлению, возникающему в критической ситуации гидроудара.

Полипропиленовые трубы произведенные в Германии, широкого спектра применения.

Система отлично подходит для систем горячего и холодного водоснабжения и отопления, как в частных, так и промышленных масштабах. Так же используется для транспортировки химических сред.

Полипропиленовые трубы произведенные в Германии, широкого спектра применения.

Трубопроводная система из инновационного материала fusiolen, специально разработанная для систем холодоснабжения, обогрева поверхностей, транспортировки агрессивных сред и сжатого воздуха, а также для систем геотермальной энергетики.

Канализационная система из материала НПВХ, подходит для транспортировки агрессивных сред, в том числе хлорированной воды

Компенсаторы гидроударов FAR в Москве

Компенсатор гидроударов “анти-шок” FAR FA 289.

FAR Компенсатор гидроударов, Рмакс.50 бар, 1/2″НР

Компенсатор резиновый фланцевый GENEBRE 2831 DN150

Компенсатор гидроудара 1/2″НР FAR

Компенсатор гидроударов UNI-FITT 1/2 ” никель

Компенсатор гидроударов во внутренних системах водоснаб.

Гаситель гидроударов мембранный с манометром Valtec

Компенсатор гидроударов UNI-FITT 1/2″

Компенсатор TECOFI резьбовой – 3/4″

Компенсатор плавучести X-Force SCUBAPRO (XXL)

Компенсатор гидроударов во внутренних системах водоснаб.

Компенсатор под приварку GENEBRE 2834 DN50

Компенсатор гидроудара FAR 1/2″ НР (Р макс. 50 бар.

Компенсатор плавучести Black Drake SUBGEAR (S)

Компенсаторы гидроударов CAW

Watts Компенсаторы гидроударов CAW 3/4″

Компенсатор резиновый фланцевый GENEBRE 2831 DN200

Компенсатор гидроудара FAR FA 2895 12 “Анти-шок” наружн.

Компенсатор для гидравлических ударов

Компенсатор гидроударов FAR 1/2″ Н

Компенсатор гидроудара FAR FA 2895 12 “Анти-шок” наружн.

FAR Компенсатор гидроудара, 50бар, 1/2″НР

Компенсатор плавучести Black Drake SUBGEAR (XS)

Компенсатор фланцевый резиновый Tecofi DI7240N EPDM Ру-.

Компенсатор фланцевый резиновый Tecofi DI7240N EPDM Ру-.

Компенсаторы гидроударов CAW 1/2″

Компенсатор плавучести Hydros Pro, мужской SCUBAPRO (S.

Компенсатор гидроударов UNI-FITT 1/2″ латунь

Компенсатор резиновый фланцевый GENEBRE 2831 DN500

Компенсатор гидроударов FARG WHS 1/2″

Компенсатор плавучести X-Force SCUBAPRO (L)

Компенсатор гидроударов Royal Thermo во внутренних сист.

Компенсатор гидроудара FAR FA 2895 12

Компенсатор гидроударов UNI-FITT Н 1/2″ никелирова.

Квартирный гаситель гидроударов Valtec

Компенсатор гидроударов Far FA289512

Компенсатор гидроударов WATTS 15M2 – 3/4″ (НР, дво.

Компенсатор гидроударов

У фара появился. Если есть в наличии, буду посмотреть
” >

FAR уважаю но есть уже зарекомендовавшие себя и многими опробованные и испытанные компенсаторы, 100% надёжные и это главное.
Себе бы ставить не стал, разве что со временем.

А что можно брать? Порекомендуйте, пожалуйста.

Тихонов Рекомендую FAR , поставиш а потом раскажишь через год как он себя проявит.
Разумеется снимешь, разрежешь, чтоб посмотреть состоянии в нутри как некоторые профи делали с CIMM

Тихонов написал :
А что можно брать? Порекомендуйте, пожалуйста.

терли.
По сабжу погуглил по Украине. как всегда.

Интересно а его можно вертикально ставить?

Знатоки, подскажите,а если не ставить обратный клапан на ГВ и ХВ при установке водонагревателя, есть ли смысл в установке гидроаккумулятора при коллекторной и последовательной разводке?
Коллектор:при работе ВН, перекрываем ГВ и подключаем ВН шаровыми кранами, при ГВ идет из ВН в коллектор и на потребители. Будет ли подмес в холодную в этом случае? И как будет работать система в случае отсутствия ОК и гидроаккумулятора в последовательной системе?

Timofey_Yeka , Ну вопрос конечно интересный. При использовании электро чайника Сименс ОК не нужен, а при использовании вытяжки над газовой плитой в чай лучше не добавлять сахар. Если по существу вопроса не понятно что вы хотите получить и какая у вас проблема.

Timofey_Yeka написал :
а если не ставить обратный клапан на ГВ и ХВ при установке водонагревателя, есть ли смысл в установке гидроаккумулятора при коллекторной и последовательной разводке?

Тема про ГГУ (гаситель гидро ударов) а не про ГА (гидроаккумулятор). Я так понял ВН-это водонагреватель? Если речь о накопительном электробойлере, то у него есть свой персональный ОК, который защищает его от чрезмерного давления.

Если ОК на вводе в квартиру нету, то и давление расти не будет по ХВС из-за нагрева воды в трубах. Соответственно без ГГУ можно спокойно обойтись. У бойлера повторюсь, своя защита.

Подмес будет иметь место, если у кого-то нету ОК на вводе в квартиру и есть гигиенически душ, случайно не выключенный стоп лейкой, или термостатические смесители без штатных ОК. Если я не прав, то старшие поправят.

Там можно его вместо zilmet’а ставить?

Принцип работы несколько иной. Если CIMM CM.CAR или Zilmet- минирасширительные бачки, то FAR- это подпружиненный поршень, или как его описАли в представительстве FAR- “компенсатор устроен на взаимодействии пружины и мембраны”.

Чем больше читаю этот раздел форума, тем больше хочется, чтобы была тема, в которой кратко бы описывались основные моменты, связанные с прокладкой водоснабжения в типовой квартире и наиболее полезные и нужные устройства, которые сейчас доступны.

Пружина лучше чем резиновый пузырь накаченный не понятно как и у некоторых сдувающийся со временем.
Также технология отроботана на лучших на рынке редукторах

Это Вы сейчас к чему? Проблем нет. Предпочитаю готовить техническое решение заранее, а не решать проблемы по мере их поступления.
Прочтите, что я написал и вдумайтесь в слова.

пяпа написал :
Тема про ГГУ (гаситель гидро ударов) а не про ГА (гидроаккумулятор). Я так понял ВН-это водонагреватель? Если речь о накопительном электробойлере, то у него есть свой персональный ОК, который защищает его от чрезмерного давления.

ВН – водонагреватель электрический.Обратный клапан у него есть, я это знаю. Вопрос ставлю несколько шире.

пяпа написал :
Если ОК на вводе в квартиру нету, то и давление расти не будет по ХВС из-за нагрева воды в трубах. Соответственно без ГГУ можно спокойно обойтись. У бойлера повторюсь, своя защита.

Это в отсутствии гигиенического душа и/или термостата.

пяпа написал :
Подмес будет иметь место, если у кого-то нету ОК на вводе в квартиру и есть гигиенически душ, случайно не выключенный стоп лейкой, или термостатические смесители без штатных ОК.

Вопрос именно в этом. При наличии смесителя с гигиеническим душем и/или термостата в квартире и в отсутствии обратных клапанов на вводах со стояков ХВ и ГВ будет ли возрастать давление в системе ХВ при отсутствии ГГУ (типа Zilmet, к примеру)?

Читать еще:  Ввод водопровода в дом

Мембранный гаситель гидроударов 0,162л. (нерж.) VALTEC VT.CAR19.I.04001

Описание

(VT.CAR19.I) Мембранный гаситель гидроударов VT.CAR 19 предназначен для компенсации скачков давления, возникающих при резком открытии или закрытии запорной арматуры в квартирных системах водоснабжения. Устройство также играет роль расширительного бака, принимающего избыток объема воды, который возникает в трубах при естественном нагреве в отсутствие водоразбора. Компенсатор гидроударов VT.CAR 19 представляет собой миниатюрный бак из нержавеющей стали марки AISI 304L с внутренней разделительной мембраной из эластомера EPDM. Небольшие выпуклости на поверхности мембраны обеспечивают ее неплотное примыкание к корпусу и максимальную площадь контакта мембраны с транспортируемой средой. Емкость гасителя гидравлических ударов VT.CAR 19 – 0,162 л, заводская настройка давления в воздушной камере – 3,5 бара, максимальное рабочее давление в защищаемом квартирном водопроводе – 10 бар, предельное давление при гидроударе – 20 бар, максимальная рабочая температура – 100 °С. Диаметр присоединительной резьбы – 1/2″. Размеры (высота х диаметр) изделия – 112 х 88, мм. Заводская настройка обеспечивает защиту трубопроводов с номинальным рабочим давлением 3 бара. При использовании компенсатора в системах с другими параметрами следует перенастроить бак таким образом, чтобы давление в воздушной камере превышало номинальное на 0,5 бара.

Общие сведения о гидравлическом ударе

Гидравлический удар – это скачкообразное изменение давление жидкости, протекающей в напорном трубопроводе, возникающее при резком изменении скорости потока. В более развернутом смысле, гидравлический удар представляет собой быстротечное чередование «скачков» и «провалов» давления, сопровождающееся деформацией жидкости и стенок трубы, а также акустическим эффектом, похожим на удар молотком по стальной трубе. При слабых гидравлических ударах звук проявляется в виде «металлических» щелчков, однако даже при таких, казалось бы, незначительных ударах давление в трубопроводе может возрастать весьма значительно.

Стадии гидравлического удара можно проиллюстрироват ь на следующем примере (рис.1): пусть на конце квартирного трубопровода, присоединенного к домовому стояку, установлен однорычажный кран или смеситель (именно такие смесители позволяют относительно быстро перекрывать поток).

Рис.1. Стадии гидравлического удара

При перекрытии крана происходят следующие процессы:

  1. Пока кран открыт, жидкость движется по квартирному трубопроводу со скоростью «ν ». При этом в стояке и квартирном трубопроводе давление одинаковое (p).
  2. При перекрытии крана и резком торможении потока кинетическая энергия потока переходит в работу деформации стенок трубы и жидкости. Стенки трубы растягиваются, а жидкость сжимается, что ведет к увеличению давления на величинуΔp (ударное давление). Зона, в которой произошло увеличение давления называется зоной сжатия ударной волной, а ее крайнее сечение называется фронтом ударной волны. Фронт ударной волны распространяется в сторону стояка со скоростью «с». Здесь хотелось бы отметить, что допущение о несжимаемости воды, принимаемое при гидравлических расчетах, в данном случае не применяется, т.к. реальная вода – сжимаемая жидкость, имеющая коэффициент объемного сжатия 4,9х10 -10 1/Па. То есть при давлении 20 400 бар (2040 МПа) объем воды уменьшается в два раза.
  3. Когда фронт ударной волны дойдет до стояка, вся жидкость в квартирном трубопроводе окажется сжатой, а стенки квартирного трубопровода – растянутыми.
  4. Объем жидкости в домовой системе гораздо больше, чем в квартирной разводке, поэтому, когда фронт ударной волны доходит до стояка, избыточное давление жидкости большей частью сглаживается за счет расширения сечения и включения в работу общего объема жидкости в домовой системе. Давление в квартирном трубопроводе начинает выравниваться со стояковым давлением. Но при этом квартирный трубопровод за счет упругости материала стенок восстанавливает свое первоначальное сечение, сжимая жидкость и выдавливая ее в стояк. Зона снятия деформации со стенок трубопровода распространяется к крану со скоростью «с».
  5. В момент, когда давление в квартирном трубопроводе будет равно первоначальному, также как и скорость жидкости, направление потока будет обратное («нулевая точка»).
  6. Теперь жидкость в трубопроводе со скоростью «ν » стремится «оторваться» от крана. Возникает «зона разряжения ударной волны». В этой зоне скорость потока нулевая, а давление жидкости становится ниже первоначального, что приводит к сжатию стенок трубы (уменьшению диаметра). Фронт зоны разряжения передвигается к стояку со скоростью «с». При значительной первоначальной скорости потока разряжение в трубе может привести к снижению давления ниже атмосферного, а также к нарушению неразрывности потока (кавитации). В этом случае в трубопроводе около крана появляется кавитационный пузырь, схлопывание которого приводит к тому, что давление жидкости в зоне отраженной ударной волны становится больше, чем этот же показатель в прямой ударной волне.
  7. При достижении фронта сжатия ударной волны стояка скорость потока в квартирном трубопроводе нулевая, а давление жидкости – ниже первоначального и ниже, чем давление в стояке. Стенки трубопровода сжаты.
  8. Перепад давлений между жидкостью в стояке и квартирном трубопроводе вызывает поступление жидкости в квартирный трубопровод и выравниванию давлений до первоначального значения. В связи с этим стенки трубы также начинают приобретать первоначальные очертания. Так образовывается отраженная ударная волна, и циклы снова повторяются до полного угасания. При этом промежуток времени, в течение которого проходят все стадии и циклы гидравлического удара, не превышает, как правило, 0,001–0,06 с. Количество циклов может быть различным и зависит от характеристик системы.

На рис. 2 стадии гидравлического удара показаны в графическом виде.

Рис. 2. Графики изменения давления при гидравлическом ударе.

График на рис. 2а показывает развитие гидравлического удара, когда давление жидкости в зоне разряжения ударной волны не падает ниже атмосферного (линия 0).

График на рис. 2б отображает ударную волну, зона разряжения которой находится ниже атмосферного давления, но гидравлическая сплошность среды не нарушается. В этом случае давление жидкости в зоне разряжения ниже атмосферного, но эффект кавитации не наблюдается.

График на рис .2в отображает случай, когда нарушается гидравлическая неразрывность потока, то есть образуется кавитационная зона, последующее схлопывание которой приводит к возрастанию давления в отраженной ударной волне.

Разновидности гидравлических ударов и основные расчетные положения

В зависимости от скорости, с которой происходит закрытие запорного органа на трубопроводе, гидравлический удар может быть «прямым» и непрямым». «Прямым» называется удар, при котором перекрытие потока происходит за время меньшее, чем период удара, то есть выполняется условие:

где Т3 – время закрытия запорного органа, с; L – длина трубопровода от запорного устройства до точки, в которой поддерживается постоянное давление (в квартире – до стояка), м; с – скорость ударной волны, м/с.

В противном случае гидравлический удар называется непрямым. При непрямом ударе скачок давления значительно меньше по величине, так как часть энергии потока демпфируется частичной утечкой через запорный орган.

В зависимости от степени перекрытия потока гидравлический удар может быть полным и неполным. Полным является удар, при котором запорный орган полностью перекрывает поток. Если же этого не происходит, то есть часть потока продолжает протекать через запорный орган, то гидравлический удар будет неполным. В этом случае расчетной скоростью для определения величины гидравлического удара станет разница скоростей потока до и после перекрытия. Величину повышения давления при прямом полном гидравлическом ударе можно определить по формуле Н.Е. Жуковского (в западной технической литературе формула приписывается Alievi и Michaud):

где ρ – плотность транспортируемой жидкости, кг/м 3 ; ν – скорость транспортируемой жидкости до момента внезапного торможения, м/с; с – скорость распространения ударной волны, м/с.

В свою очередь скорость распространения ударной волны с определяется по формуле:

, м/c,

где c – скорость распространения звука в жидкости (для воды – 1425 м/с, для других жидкостей можно принимать по табл. 1); D – диаметр трубопровода, м; δ – толщина стенки трубы, м; Еж – объемный модуль упругости жидкости (можно принимать по табл. 2), Па; Ест – модуль упругости материала стенок трубы, Па (можно принимать по табл. 3).

Таблица 1. Характеристики жидкостей

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector