Закрыть ... [X]

Кавитационный теплогенератор своими руками чертежи устройство


Опубликовано: 14.05.2018, 08:05/ Просмотров: 813

Закрыть ... [X]

Главная / Водоснабжение / Централизованное / Причина и защита от гидроударов в трубопроводах

гидроудар в трубопроводе

Водопроводные и канализационные сети и системы отопления нуждаются в особом внимании во время эксплуатации.

Одно из самых опасных явлений, приводящих к аварийным ситуациям в таких системах – гидравлический удар (гидроудар).

Наибольшей опасности выхода из строя при его возникновении подвергаются трубопроводы и насосное оборудование.

Содержание статьи:

Опасный потенциал

гидроудар в трубопроводе причиныГидроудар в системах вызывает нарушение целостности труб, повреждение крыльчаток насосов, перегрузку источников электроснабжения и т.д.

Масштабы таких аварий на коммунальных сетях – огромны.

Яркими примерами последствий гидроударов могут служить:

Затопление Люблинской канализационной насосной станции 12.09.1998 г., ставшее результатом гидроудара, возникшего из-за аварийного отключения насосов; Выход из строя трубы Кызылской ТЭЦ 18.12.2005 г.; Образование воронки с диаметром несколько метров и 30-метрового столба горячего пара на Манхэттене 19.07.2017 г.
Результате повреждения гидроударом теплотрассы стала остановка пяти линий метро и парализация движения в центре Нью-Йорка, практически, на сутки.

 
В домашних сетях последствия гидроударов не столь разрушительны, однако, и здесь экономический ущерб для владельцев квартир может достигать сумм в десятки тысяч, а то и миллионов рублей.

Понятие и причины возникновения

Гидравлический удар в трубопроводах – изменение давления (повышение или снижение) в трубопроводе, по которому движется поток жидкости, из-за значительного изменения скорости ее движения в короткий промежуток времени.

сиденье на унитаз для инвалидовА вы знаете, как установить сиденье на унитаз для инвалидов? Способы монтажа различных аксессуаров на сантехнику описаны в полезной статье.

Чем можно заменить моющее средство для посудомоечной машины, прочитайте на этой странице.

Причинами гидроударов (в отоплении) служат:

быстрое перекрытие или открывание запорной арматуры; мгновенная остановка или быстрый разгон насоса; скачкообразное изменение площади сечения трубопровода; появление препятствий движению жидкости в виде потока другого направления или скопления воздуха и т.д.

 
При этом, величина избыточного давления зависит от:

сжимаемости жидкости (вода, практически, не сжимаема), скорости ее движения, времени развития процесса.

Играет роль и жесткость материалов, подвергающихся воздействию: чем она выше, тем сильнее оказываемое явлением воздействие.

Связано явление с невозможностью быстрого преобразования энергии движущейся жидкости в другие виды, например, в потенциальную энергию сжатия самой жидкости или деформации стенок трубы.

защита от гидроудараВ результате, давление в точке появления препятствия (расширения) скачкообразно увеличивается (снижается), порождая ударную волну.

При превышении давлением допустимых значений для материала трубопровода, происходит его разрушение.

К сведению! Гидроудар не всегда захватывает весь объем жидкости.

К примеру, при работе крыльчаток насосного оборудования, например, станции для повышения давления воды для частного дома (написано здесь), в зонах турбулентности возникают кавитационные пузырьки.

Их схлопывание порождает локальный (микро) гидроудар с энергией, не приводящей к глобальным разрушениям.

Однако, ее хватает для того, чтобы привести к микроповреждениям поверхности деталей насосов, что при постоянном воздействии выводит их из строя.

Несколько слов о теории

О возникновении ударных явлений в напорных трубопроводах при перекрытии запорной арматуры стало известно с началом их эксплуатации.

Применявшиеся, изначально, пробковые краны мгновенно перекрывали поток воды, инициируя гидроудар.

кавитация что это такоеА что вам известно про такое явление, как кавитация, что это такое, написано в полезной статье. Прочитайте, как можно сделать кавитационный теплогенератор своими руками.

Чем убрать накипь в стиральной машине написано здесь.

На странице: http://ru-canalizator.com/kanalizatsiya/vygrebnaya-yama/zhiroulovitel.html написано про устройство жироуловителя канализации.

Разрушения труб централизованного водопровода, вследствие этого явления, происходили, практически, в каждом городе.

В разной степени работы по исследованию гидроудара велись и в России, и за рубежом, в частности:

братьями Монгольфье, швейцарским изобретателем Э. Арганом, М. Бультоном, профессором Казанского университета И.С.Громекой.

 
Массовое разрушение водопроводных труб в Москве конца XIX века вынудило, действовавшее в то время Управление городским хозяйством, организовать комиссию для выяснения причин и разработки методов борьбы с этим явлением.

По приглашению Главного инженера Московского водопровода Н. П. Зимина в ее работе принял участие профессор механики Московского высшего технического училища Николай Егорович Жуковский.

гидроудар в водопроводеИсследования проводились на базе Алексеевской водокачки.

Для работы использовались манометры и самопишущие аппараты, установленные на участках, путем врезки в чугунную трубу водопровода (как сделать, прочитайте здесь).

Отрезки трубопроводов диаметром 2, 4 и 6 дюймов были проложены по поверхности и соединены с водоводом, отвечавшим за подачу в город.

Предметом исследования стала динамика движения жидкости, изменения давления в трубах при срабатывании заслонок.

Результаты подтвердили, что причиной разрушения водопровода стала ударная волна, появляющаяся и распространяющаяся при быстром срабатывании запорной арматуры.

На основании выводов комиссии были приняты меры, главной из которых, стало постепенное закрытие и открытие задвижек.

Собранный материал позволил Н.Е.Жуковскому получить соотношение для времени срабатывания арматуры, которое полностью исключало гидроудар, или сводило его последствия к минимальным:

t = Lv/75P.

 
В формулу входят величины:

гидроудар воды в водопроводе t – время срабатывания задвижки в секундах; L – длина участка трубопровода в саженях; v – скорость движения потока жидкости в трубопроводе в футах, в секунду;

 
P – допустимое давление для материала трубы в атмосферах.

Это соотношение и другие результаты исследований вошли в работу Н.Е. Жуковского «О гидравлическом ударе в водопроводных трубах», материалы которой были представлены в докладе в Политехническом обществе 26.09.1897 г.

Способы защиты

Теория развития гидравлического удара устанавливает главные факторы, отвечающие за опасность явления для оборудования:

время развития процесса, определяющее мощность воздействия; коэффициент сжимаемости жидкости, влияющий на величину избыточного давления; жесткость материалов, на основании которой устанавливается их способность поглотить энергию гидроудара без нарушения целостности.

 
Защита водопроводных, канализационных и отопительных сетей от негативных последствий этого явления связана с влиянием на эти характеристики.

За счет влияния на динамику процессов

как избежать гидроудараСегодня, нормативные документы, регламентирующие эксплуатацию систем отопления и водоснабжения, устанавливают время отпирания и запирания арматуры.

Распределение процесса во времени снижает мощность воздействия, устраняя негативные последствия гидроудара и повышая безопасность эксплуатации систем.

На промышленных и коммунальных сетях для этой цели применяют автоматическую арматуру с управляемым временем срабатывания.

В случае, если открывание и закрывание осуществляется вручную, используют винтовые механизмы, которые обеспечивают постепенное уменьшение (увеличение) эффективного сечения участков трубопроводов.

Практический совет! В домашних условиях защиту внутренних сетей от гидроударов обеспечат многооборотные запорные вентили, использующиеся вместо шаровых.

Для уже установленных шаровых запорных кранов, например, на батарею отопления (описаны здесь), желательно, придерживаться простого правила – открывать и закрывать их постепенно, плавно снижая (увеличивая) скорость потока воды в трубах.

Автоматика для насосного оборудования

Источником гидроударов в системе становится и насосное оборудование. Динамика потока жидкости зависит от скорости вращения валов насосов.

Соответственно, плавное регулирование скорости вращения (в том числе, при пуске) снизит интенсивность воздействия и вероятность возникновения гидроударов.

гидроудар в автономной системе водоснабженияВ промышленных условиях для управления работой насосов используют полупроводниковые и трансформаторные регуляторы, преобразователи частоты и другие аналогичные устройства.

Не помешает подобное оборудование и в домашних условиях.

Наиболее, просто, вопрос решается для частных домов с установленными автономными системами водоснабжения, отопления и канализации.

Гидроудар в системе возникает и при остановке насоса, например, в случае пропадания питающей сети.

Опыт использования резервных источников на коммунальных и промышленных предприятиях свидетельствует об эффективности этого метода.

Экономия от предотвращения аварийных ситуаций и снижения затрат на ремонт составляет десятки миллионов рублей.

Циркуляционные и водозаборные насосы в домашних условиях, включенные через стабилизаторы и источники бесперебойного питания, обезопасят внутренние коммуникации.

За счет снижения избыточного давления

Один из источников гидроударов – установленные в системах клапаны — байпасы.

Причем, для большинства из них, высокая скорость срабатывания – важная характеристика, обеспечивающая защиту оборудования.

предохранительный клапан от гидроударовУстранить возникающее противоречие позволяют способы снижения избыточного давления в момент срабатывания клапана.

Примером могут служить полностью управляемые устройства, обеспечивающие быстрое перекрытие основного сечения и постепенную доводку до полного запирания.

В этом случае, избыточное давление стравливается за счет остающегося в работе (до полного закрытия) канала.

Поток жидкости через него не влияет на работу защищаемого оборудования, при этом, снижается опасность гидроудара.

По этому принципу работают многие приборы для бытового применения, например, клапаны с шунтированием или компенсаторами.

Наиболее распространенными устройствами с шунтированием стали термостаты для радиаторов отопления.

К сведению! В европейских странах применение арматуры с компенсаторами, практически, обязательно.

В противном случае, может последовать отказ от гарантийного обслуживания систем.

Демпфирование нагрузок

Различные характеристики материалов трубопроводов обеспечивают различную способность к противостоянию гидроударам.

К примеру, при прочих, равных, максимум давления при запирании арматуры на полиэтиленовом трубопроводе меньше, чем в стальном, в несколько раз, в стеклопластиковом – на 65%, в трубопроводе ПВХ – на 50%.

С этими свойствами связано применение демпферов – отрезков трубопровода с высокой эластичностью на участках магистралей, где опасность появления гидроударов повышена.

Практический совет! Для домашних систем водоснабжения или отопления, достаточно, установить в разрыв стальной трубы отрезок трубы из полиэтилена, армированного каучука или аналогичных материалов длиной 20-30 см!

Другим вариантом демпфирования гидроударов становится применение накопительных емкостей, сглаживающих перепады давления в системе. Пример применения такого способа – гидроаккумуляторы насосных станций.

Посмотрите, к каким последствиям может привести гидравлический удар в водопроводе.


Источник: http://ru-canalizator.com/vodosnabzhenie/tsentralizovannoe/gidroudary.html


Поделись с друзьями



Рекомендуем посмотреть ещё:



Похожие новости


Ландшафтные идеи для дачного участка своими руками
Мужчины своими руками фотки
Как в фотошоп сделать буклет
Как сделать сигнализаторы на удочку
Как изготовит четки
Чем лечить бурсит сустава в домашних условиях


Кавитационный теплогенератор своими руками чертежи устройство
Кавитационный теплогенератор своими руками чертежи устройство


Гидроудар в трубопроводе: причины, способы защиты
Анализы на гормоны - как подготовиться к сдаче анализов Когда и зачем



ШОКИРУЮЩИЕ НОВОСТИ