Презентація на тему «Гидравлический удар»

content: Презентация на тему «Гидравлический удар»По дисциплине «Гидравлические и пневматические системы»Автор: Конев С.П.

content: определениеГидравлическим ударом называется колебательный процесс, возникающий в трубопроводе при внезапном изменении скорости жидкости, например при остановке потока из-за быстрого перекрытия задвижки (крана).

content: Описание процесса

content: 1 стадия

content: 1 стадияскорость частиц жидкости, натолкнувшихся на кран, будет погашена, а их кинетическая энергия перейдет в работу деформации стенок трубы и жидкости. При этом стенки трубы растягиваются, а жидкость сжимается.

content: 2 стадия

content: 2 стадияКогда ударная волна достигнет резервуара, жидкость окажется остановленной и сжатой во всей трубе, а стенки трубы — растянутыми. Ударное повышение давления Δруд распространится на всю трубу

content: 3 стадия

content: 3 стадияПод действием повышенного давления (p0 + Δpуд) частицы жидкости устремятся из трубы в резервуар, причем это движение начнется с сечения, непосредственно прилегающего к резервуару. Теперь сечение п—п перемещается по трубопроводу в обратном направлении — к крану—с той же скоростью с, оставляя за собой в жидкости давление

content: 4 стадия

content: 4 стадияЖидкость и стенки трубы возвращаются к начальному состоянию, соответствующему давлению р0. Работа деформации полностью переходит в кинетическую энергию, и жидкость в трубе приобретает первоначальную скорость υ0 но направленную в противоположную сторону.

content: 5 стадия

content: 5 стадияС этой скоростью «жидкая колонна» стремится оторваться от крана, в результате возникает отрицательная ударная волна (давление в жидкости уменьшается на то же значение Δpуд). Граница между двумя состояниями жидкости направляется от крана к резервуару со скоростью с, оставляя за собой сжавшиеся стенки трубы и расширившуюся жидкость Кинетическая энергия жидкости вновь переходит в работу деформации, но с противоположным знаком.

content: 6 стадия

content: 6 стадияСостояние жидкости в трубе в момент прихода отрицательной ударной волны к резервуару

content: 7 стадия

content: 7 стадияпроцесс выравнивания давления в трубе и резервуаре, сопровождающийся возникновением движения жидкости со скоростью υ0.Очевидно, что как только отраженная от резервуара ударная волна достигнет крана, возникнет ситуация, уже имевшая место в момент закрытия крана. Весь цикл гидравлического удара повторится

content: Теоретическая частьТеоретическое и экспериментальное исследования гидравлического удара в трубах было впервые выполнено Н.Е.Жуковским.В его опытах было зарегистрировано до 12 полных циклов с постепенным уменьшением Δpуд

content: Ударное давлениеВ результате проведенных исследований Н.Е.Жуковский получил аналитические зависимости, позволяющие оценить ударное давление Δpуд. Одна из этих формул,получившая имя Н.Е.Жуковского, имеет видΔpуд = ρυc,где c - скорость распространения ударной волны

content: Скорость распространения ударной волныскорость распространения ударной волны определяется по формуле слева от текста,где K – объёмный модуль упругости жидкости;E –модуль упругости материала стенки трубопроводаd– внутренний диаметр трубопроводаδ – толщина стенки трубопровода

content: Фаза гидравлического удараФаза гидравлического удара t0 — это время, за которое ударная волна движется от крана к резервуару и возвращается обратно.l – длина трубопровода

content: Способы снижения вредного влияния гидравлического удараувеличение времени срабатывания запорных устройств, перекрывающих поток жидкости.установка перед устройствами, перекрывающими поток жидкости, гидроаккумуляторов или предохранительных клапанов.Уменьшение скорости движения жидкости в трубопроводе за счет увеличения внутреннего диаметра труб при заданном расходеуменьшение длины трубопроводов