Boru hatlarındaki su darbesi, anlık bir basınç dalgalanmasıdır. Fark, su akışının hızındaki keskin bir değişiklik ile ilişkilidir. Ardından, boru hatlarında hidrolik şokun nasıl oluştuğu hakkında daha fazla bilgi edineceğiz.
Ana kuruntu
Karşılık gelen konfigürasyonun (piston) motorundaki aşırı piston boşluğunun sıvı ile doldurulmasının sonucu hatalı bir şekilde hidrolik şok olarak kabul edilir. Sonuç olarak piston ölü noktaya ulaşmaz ve suyu sıkıştırmaya başlar. Bu da motor arızasına yol açar. Özellikle rotta veya biyel kolunda kırılmaya, silindir kapağındaki saplamaların kırılmasına, contaların yırtılmasına.
Sınıflandırma
Basınç dalgalanmasının yönüne göre, su darbesi şunlar olabilir:
- Pozitif. Bu durumda, pompanın aniden çalışması veya borunun tıkanması nedeniyle basınç artışı meydana gelir.
- Olumsuz. Bu durumda damperin açılması veya pompanın kapatılması sonucu oluşan bir basınç düşüşünden bahsediyoruz.
Zamana göredalga yayılımı ve borularda bir su darbesinin oluştuğu vananın (veya diğer kapatma vanalarının) kapanma süresi, şu şekilde ayrılır:
- Düz (dolu).
- Dolaylı (tamamlanmamış).
İlk durumda, oluşan dalganın önü, su akışının orijinal yönünün tersi yönde hareket eder. Daha fazla hareket, kapalı vanadan önce bulunan boru hattının elemanlarına bağlı olacaktır. Dalga cephesinin tekrar tekrar ileri ve geri yönde geçmesi muhtemeldir. Eksik bir su darbesi ile, akış sadece diğer yönde hareket etmeye başlamakla kalmaz, aynı zamanda tamamen kapalı değilse, valfin içinden kısmen geçebilir.
Sonuçlar
En tehlikelisi, ısıtma veya su besleme sisteminde pozitif su darbesi olarak kabul edilir. Basınç dalgalanması çok yüksekse, hat hasar görebilir. Özellikle, borularda uzunlamasına çatlaklar görülür ve bu da daha sonra valflerde sızdırmazlığın ihlali olan bir bölünmeye yol açar. Bu arızalar nedeniyle sıhhi tesisat ekipmanı arızalanmaya başlar: ısı eşanjörleri, pompalar. Bu bakımdan hidrolik şokun önlenmesi veya az altılması gerekir. Tüm kinetik enerji ana borunun duvarlarını germe ve sıvı kolonunu sıkıştırma işine aktarıldığında, akışın yavaşlaması sürecinde su basıncı maksimum olur.
Araştırma
1899 Nikolai Zhukovsky'de bu fenomeni deneysel ve teorik olarak inceledi. Araştırmacı belirledihidrolik şok nedenleri. Bu fenomen, sıvının aktığı hattı kapatma sürecinde veya hızlı bir şekilde kapatıldığında (bir çıkmaz kanal bir hidrolik enerji kaynağına bağlandığında), basınçta keskin bir değişiklik ve su hızı oluşur. Aynı anda boru hattının her yerinde değil. Bu durumda, belirli ölçümler yapılırsa, hızdaki değişimin yön ve büyüklükte ve basınçta - hem azalma yönünde hem de ilkine göre artış yönünde meydana geldiği ortaya çıkarılabilir. Bütün bunlar, hatta bir salınım sürecinin gerçekleştiği anlamına gelir. Basınçta periyodik bir azalma ve artış ile karakterizedir. Tüm bu süreç, geçicilik ile karakterize edilir ve sıvının kendisinin ve borunun duvarlarının elastik deformasyonlarından kaynaklanır. Zhukovsky, bir dalganın yayılma hızının suyun sıkıştırılabilirliği ile doğru orantılı olduğunu kanıtladı. Boru duvarlarının deformasyon miktarı da önemlidir. Malzemenin elastisite modülü ile belirlenir. Dalga hızı ayrıca boru hattının çapına da bağlıdır. Gazla dolu bir hatta çok kolay sıkıştığı için ani bir basınç dalgalanması olmaz.
Süreç ilerlemesi
Kır evi gibi otonom bir su tedarik sisteminde, hatta basınç oluşturmak için bir sondaj pompası kullanılabilir. Su darbesi, sıvı tüketimi aniden durduğunda - bir musluk kapatıldığında meydana gelir. boyunca hareket eden bir su akışıotoyol, anında duramaz. Atalet ile sıvı sütunu, musluk kapatıldığında oluşan sıhhi tesisat "çıkmazına" çarpar. Bu durumda röle su darbesinden tasarruf etmez. Sadece dalgalanmaya tepki verir, vana kapandıktan ve basınç maksimum değeri aştıktan sonra pompayı kapatır. Kapatma, su akışını durdurmak gibi hemen gerçekleşmez.
Örnekler
Bir vananın aniden kapandığı veya bir sürgülü vananın aniden kapandığı, sabit bir basınç ve sabit nitelikte sıvı hareketi olan bir boru hattı düşünülebilir. Bir kuyu içi su tedarik sisteminde, su darbesi tipik olarak, çek valf statik su seviyesinden (9 metre veya daha fazla) daha yüksek olduğunda veya yukarıdaki bir sonraki valf basınç tutarken sızıntı yaptığında meydana gelir. Her iki durumda da kısmi boşalma meydana gelir. Pompanın bir sonraki çalıştırılışında, yüksek hızlı su vakumu dolduracaktır. Sıvı, kapalı çek valfe ve üzerindeki akışa çarparak basınç dalgalanmasına neden olur. Sonuç su çekicidir. Sadece çatlak oluşumuna ve eklemlerin tahrip olmasına katkıda bulunmaz. Bir basınç dalgalanması meydana geldiğinde, pompa veya elektrik motoru (ve bazen her iki eleman aynı anda) hasar görür. Bu fenomen, bir spool valf kullanıldığında pozitif deplasmanlı hidrolik tahrik sistemlerinde meydana gelebilir. Boş altma kanallarından biri bir makara tarafından engellendiğindeyukarıda açıklanan sıvı ortaya çıkma süreçleri.
Su darbesine karşı koruma
Dalgalanmanın gücü, otoyolun kapatılmasından önceki ve sonraki akış hızına bağlı olacaktır. Hareket ne kadar yoğun olursa, aniden durduğunda etki o kadar güçlü olur. Akışın hızı, hattın çapına bağlı olacaktır. Kesit ne kadar büyük olursa, sıvı hareketi o kadar zayıf olur. Bundan, büyük boru hatlarının kullanılmasının, su darbesi olasılığını az alttığı veya zayıflattığı sonucuna varılabilir. Başka bir yol, su kaynağını kapatma veya pompayı açma süresini artırmaktır. Boruyu kademeli olarak kapatmak için vana tipi kapama elemanları kullanılır. Özellikle pompalar için yumuşak başlangıç kitleri kullanılmaktadır. Yalnızca çalıştırma sırasında su darbesinden kaçınmayı değil, aynı zamanda pompanın çalışma ömrünü de önemli ölçüde artırmayı sağlarlar.
Kompansatörler
Üçüncü koruma seçeneği, bir damper cihazının kullanılmasını içerir. Ortaya çıkan basınç dalgalanmalarını "söndürebilen" bir membran genleşme tankıdır. Su darbesi kompansatörleri belirli bir prensibe göre çalışır. Artan basınç sürecinde pistonun sıvı ile hareket etmesi ve elastik elemanın (yay veya hava) sıkıştırılması gerçeğinde yatmaktadır. Sonuç olarak, şok süreci salınımlı bir sürece dönüştürülür. Enerji kaybı nedeniyle, ikincisi basınçta önemli bir artış olmaksızın oldukça hızlı bir şekilde bozunur. Kompansatör dolum hattında kullanılmaktadır. suçlanıyor0.8-1.0 MPa basınçta basınçlı hava. Hesaplama yaklaşık olarak, doldurma tankından veya akümülatörden kompansatöre giden su tahrik kolonunun enerjisini emme koşullarına göre yapılır.
