8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Гидравлический удар в трубопроводах

Гидравлический удар в трубопроводах

Переходные процессы жидкости (Феномен гидравлического удара).

Если происходит внезапное изменение скорости в системе трубопроводов, например, когда насосы выключены или клапаны закрыты, то развивается волна давления, которая передается в трубе с определенной скоростью, зависящей от типа материала и его толщины. Эта волна давления (гидроудар) может иметь пагубные последствия и привести к разрыву трубы и фитингов. Максимальное увеличение давления относительно существующего, может быть определено по формуле Жуковского, в случае быстрого закрытия клапана:

Однако, максимальное избыточное давление может быть критическим. В большинстве случаев перекачки, возникают кратковременные скачки давления — гидроудары, которые являются серьезной проблемой, т.к. трубы в этот момент более чувствительны к потере устойчивости, чем к разрыву от избыточного давления.

Усталость: в системах регулировки включения/отключения, с частыми запусками и остановками, риск усталости должен быть принят во внимание. Большинство трубопроводов более чувствительны к усталости от кратковременных скачков давления, чем от избыточного давления.

Практические правила:

  • Высокое давление может быть примерно в два раза выше статического;
  • Кратковременные скачки давления особенно опасны для пластиковых труб. Также пластиковые трубы более чувствительны к усталости;
  • Если давление в какой-то части системы труб падает ниже давления насыщенного пара, перекачиваемая жидкость начинает испаряться, и формируются вакуумные пузырьки между столбами жидкости в трубопроводе. Если возникнет кавитация, то может возникнуть опасное давление.

Природа гидравлического удара в трубопроводах

Гидроудар – это ударная волна, которая распространяется по поверхности водопровода, а также по элементам арматуры. Разрушительное действие такого явления связано, прежде всего, с невозможностью жидкости сжиматься.

Если воду можно было, например, как газ сжать в несколько раз, то трубы не разрывались бы от резкого увеличения давления. Чрезмерное давление возникает в том случае, когда движение жидкости резко останавливается, но вызвать гидроудар могут и другие явления в системе водоснабжения .

Какие последствия гидроудара могут быть для системы отопления

Довольно часто после запуска системы отопления с приходом холодов в трубах можно услышать периодические щелчки и стук. Обратите внимание, что если подобные явления возникают слишком часто, это может привести к необходимости проведения срочного ремонта системы отопления. Связана такая необходимость может быть с тем, что гидроудар в трубах иногда приводит к прорыву теплоносителя, неисправности отопительного оборудования или повреждениям расширительного бачка.

Читать еще:  Монтаж полипропиленовых труб своими руками

Поскольку самостоятельно определить возможные результаты воздействия ударной волны на систему довольно сложно, обычно для этих целей приглашают специалистов, чьи услуги стоят достаточно дорого. Поэтому настоятельно рекомендуем перед началом отопительного сезона провести диагностику отопительного контура и выявить все возможные недостатки.

Наиболее распространенной причиной гидроударов в отопительном контуре является различное сечение используемых труб. Поскольку на участке трубопровода с меньшим диаметром создается постоянное повышенное трение, оно мешает теплоносителю свободно двигаться по системе. Следовательно, в трубах постоянно слышится гудение, шипение или щелчки из-за повышенного давления.

Если в вашей системе отопления присутствует такая проблема, ее придется переделывать. В противном случае, по прошествии времени неприятности с ней возникнут снова.

Как модернизировать систему

Работы п модернизации предполагают проведению комплекса мероприятий по установке оборудования для нейтрализации высокого давления.

1.Использование амортизаторов либо компенсаторов.

Данные устройства направлены на выполнении основных функций: сбор лишней жидкости и устранение ее из системы, также гашение гидроударов.

Компенсатор в виде гидроаккумулятора монтируют в направлении транспортировки воды на участках, где чаще всего скачет давление. Устройство имеет форму стальной колбы в 30 литров, которая состоит из двух секций, разделенных с помощью резиновой либо каучуковой мембраны.

Когда давление увеличивается, удары «попадают» в резервуар. При поднятии водяного столба резиновая мембрана изгибается по направлению воздушного резервуара, так искусственно увеличивают объем трубы.

Амортизирующими устройствами выступают армированные термостойкие трубы с помощью каучука либо пластика. Чтобы получился желаемый эффект, используют контур в тридцать сантиметров. При большой протяженности трубопровода участок с амортизирующей трубой удлиняют до десяти сантиметров.

2.Монтаж клапана для защиты в виде диафрагмы.

Диафрагменный клапан располагают рядом с насосом на отводной трубе, чтобы обеспечить выпуск воды, если давление увеличится.

Справка! Работу клапана может регулировать котроллер, либо пилотное устройство быстрого реагирования.

При резком повышении давления из-за остановки работы оборудования срабатывает клапан. При нагнетании опасной ситуации клапан открывается, при нормализации давления он плавно закрывается.

3.Установка шунта на терморегулирующий клапан.

Шунт изготавливают в виде узкой трубочки, имеющей просвет до 0.4 миллиметра, ее ставят в направлении движения теплоносителя. Функцией элемента считается постепенное понижение давления при перегрузках.

Шунтирование системы используют во время монтажа автономных трубопроводов, где применяются новые трубы. Потому что на ржавых трубах шунт не будет выполнять свои задачи.

Важно! Если система использует шунт, то вход в отопительную трубу оснащают качественным водяным фильтром.

4.Применение защитного термостата.

Читать еще:  Правила монтажа полипропиленовых труб

Термостат контролирует уровень давления и прекращает ее работу, если он достигнет максимального значения. Конструкция имеет пружинный механизм, который расположен между клапаном и термоголовкой. Механизм в виде пружины начинает работу при повышении давления, не позволяет, чтобы клапан закрылся полностью. При установке надо отслеживать положение устройства так, как показано на корпусе прибора.

Профилактика от образования гидроударов.

Во время эксплуатации систем трубопроводов следует соблюдать требования и правила Гост. Также надо периодически проводить профилактику работы системы. Все элементы конструкции и процессы, происходящие в них взаимосвязаны. Если состояние труб неудовлетворительное, то возникновение гидроудара лишь завершит плачевное положение дела.

Постоянное увеличение давление, вибрация в трубах образуют трещины в металлических изделиях. С возникновением гидроудара неполадки проявляются первым делом на участках соединения, изгибов, швах трубопровода.

Способы предотвращения возникновения гидравлических ударов[править | править код]

  • Исходя из формулы Жуковского (определяющей увеличение давления при гидроударе) и величин, от которых зависит скорость распространения ударной волны, для ослабления силы этого явления или его полного предотвращения можно уменьшить скорость движения жидкости в трубопроводе, увеличив его диаметр.
  • Для ослабления силы этого явления следует увеличивать время закрытия затвора
  • Установка демпфирующих устройств

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.

Гидравлический удар процесс возникновения

Гидравлический удар, вызванный высокой скоростью конденсата

Лучистые и конвективные теплопотери провоцируют конденсацию пара в паропроводах. В начале паропровода конденсат появляется в виде тумана, далее частички увеличиваются до размера капель, часть из них, соприкасаясь со стенками трубопровода, стекают в нижнюю его часть, при этом уже образуется частичное заполнение паропровода конденсатом.

Читать еще:  Разводка воды в квартире своими руками

Поскольку жидкость более вязкая, чем пар, трение о стенки трубопровода замедляет поток конденсата, а высокая скорость пара на его поверхности, образует волну.

Вначале она появляется в виде ряби, а далее увеличивается до образования гребней.

Воспринимая высокую скорость потока пара, поток конденсата приобретает значительную кинетическую энергию и оказывает разрушительное воздействие на препятствия в виде изменения профиля трубопровода, арматуры или оборудования.

Устранение этого вида гидроударов сводится к обеспечению правильного дренирования паропроводов и осушению пара, путем установки циклонных сепараторов.

Гидравлический удар в результате мгновенной конденсации пара

Удельный объем пара в 1000 раз больше объема конденсата. Пар, попадая в холодную жидкость, конденсируется и пространство, занимаемое им, на мгновение становится вакуумом. Образовавшийся в конденсате вакуумный пузырь приводит к резкому схлопыванию и возникновению ударной волны со всеми вытекающими последствиями

Этот вид гидроудара является более распространённым, поскольку борьба с ним – задача не простая.

Зависимость температуры конденсата на возникновение гидравлического удара

Логично предположить, что с увеличением разницы температур пара и конденсата, должна увеличиваться и сила гидравлических ударов. Однако в ходе проведения исследований, была выявлена интересная закономерность: к примеру пар с температурой 100˚С вызывает наибольшие гидроудары в конденсате с температурой 70-80˚С, и незначительные – в конденсате с температурой ниже 60 ˚С.

В приведенном графике можно выделить три характерные зоны (с лева на право):

  1. Пар, вступая в контакт с самым холодным конденсатом, быстро конденсируется мелкими порциями и не успевает сформировать большие «карманы пара», следовательно, гидроудары образуются незначительные.
  2. В средней зоне, из-за относительно небольшой разницы температур 20-30°С, пар не конденсируется сразу. Эта задержка способствует формированию «паровых карманов» значительных размеров, и как результат — мощный гидравлический удар.
  3. На правой стороне графика, пар вступает в контакт с конденсатом той же температуры. В этом случае, он конденсируются постепенно и гидравлического удара не возникает. В этом можно убедиться на примере конденсатоотводчика, после которого конденсат взаимодействует с паром вторичного вскипания, и гидроудар отсутствует.
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector