Tukul air dalam saluran paip ialah lonjakan tekanan serta-merta. Perbezaannya dikaitkan dengan perubahan mendadak dalam kelajuan aliran air. Seterusnya, kita akan mengetahui lebih lanjut tentang cara renjatan hidraulik berlaku dalam saluran paip.
Khayalan utama
Hasil pengisian cecair ruang lebih omboh dalam enjin konfigurasi sepadan (omboh) secara salah dianggap sebagai kejutan hidraulik. Akibatnya, omboh tidak sampai ke pusat mati dan mula memampatkan air. Ini, seterusnya, membawa kepada kegagalan enjin. Khususnya, apabila rod atau rod penyambung putus, stud di kepala silinder pecah, gasket pecah.
Klasifikasi
Mengikut arah lonjakan tekanan, tukul air boleh:
- Positif. Dalam kes ini, peningkatan tekanan berlaku disebabkan oleh permulaan mendadak pam atau penyekatan paip.
- Negatif. Dalam kes ini, kita bercakap tentang penurunan tekanan akibat membuka peredam atau mematikan pam.
Mengikut masaperambatan gelombang dan tempoh penutupan injap (atau injap tutup lain), semasa penukul air terbentuk di dalam paip, ia dibahagikan kepada:
- Lurus (penuh).
- Tidak langsung (tidak lengkap).
Dalam kes pertama, bahagian hadapan gelombang yang terbentuk bergerak ke arah yang bertentangan dengan arah asal aliran air. Pergerakan selanjutnya akan bergantung pada unsur-unsur saluran paip, yang terletak sebelum injap tertutup. Berkemungkinan hadapan gelombang akan melalui berulang kali ke arah hadapan dan ke belakang. Dengan tukul air yang tidak lengkap, aliran bukan sahaja boleh mula bergerak ke arah lain, tetapi juga sebahagiannya melalui injap jika ia tidak ditutup sepenuhnya.
Akibat
Yang paling berbahaya dianggap sebagai tukul air positif dalam sistem pemanasan atau bekalan air. Jika lonjakan tekanan terlalu tinggi, talian mungkin rosak. Khususnya, retakan membujur muncul pada paip, yang kemudiannya membawa kepada perpecahan, pelanggaran ketat pada injap. Disebabkan oleh kegagalan ini, peralatan paip mula gagal: penukar haba, pam. Dalam hal ini, kejutan hidraulik mesti dicegah atau dikurangkan. Tekanan air menjadi maksimum dalam proses nyahpecutan aliran apabila semua tenaga kinetik dipindahkan ke kerja meregangkan dinding utama dan memampatkan lajur cecair.
Penyelidikan
Secara eksperimen dan teori mengkaji fenomena pada tahun 1899 Nikolai Zhukovsky. Pengkaji telah mengenal pastipunca kejutan hidraulik. Fenomena ini disebabkan oleh fakta bahawa dalam proses menutup saluran yang melaluinya bendalir mengalir, atau apabila ia ditutup dengan cepat (apabila saluran buntu disambungkan kepada sumber tenaga hidraulik), perubahan mendadak dalam tekanan dan halaju air terbentuk. Ia tidak berada di seluruh saluran paip pada masa yang sama. Sekiranya dalam kes ini pengukuran tertentu dibuat, maka dapat didedahkan bahawa perubahan kelajuan berlaku dalam arah dan magnitud, dan tekanan - kedua-duanya dalam arah penurunan dan peningkatan berbanding dengan yang awal. Semua ini bermakna bahawa proses berayun berlaku dalam talian. Ia dicirikan oleh penurunan berkala dan peningkatan tekanan. Keseluruhan proses ini dicirikan oleh transience dan disebabkan oleh ubah bentuk elastik cecair itu sendiri dan dinding paip. Zhukovsky membuktikan bahawa kelajuan gelombang merambat adalah berkadar terus dengan kebolehmampatan air. Jumlah ubah bentuk dinding paip juga penting. Ia ditentukan oleh modulus keanjalan bahan. Kelajuan gelombang juga bergantung pada diameter saluran paip. Lonjakan tekanan secara tiba-tiba tidak boleh berlaku dalam talian yang diisi dengan gas, kerana ia dimampatkan dengan mudah.
Proses kemajuan
Dalam sistem bekalan air autonomi, seperti rumah desa, pam lubang gerudi boleh digunakan untuk mencipta tekanan dalam talian. Tukul air berlaku apabila penggunaan cecair tiba-tiba berhenti - apabila paip dimatikan. Aliran air yang bergerak bersamalebuh raya, tidak dapat berhenti serta-merta. Lajur cecair oleh inersia terhempas ke dalam paip "mati", yang terbentuk apabila paip ditutup. Dalam kes ini, geganti tidak menyelamatkan daripada tukul air. Ia hanya bertindak balas kepada lonjakan, mematikan pam selepas injap ditutup dan tekanan melebihi nilai maksimum. Penutupan, seperti menghentikan aliran air, tidak serta-merta.
Contoh
Seseorang boleh mempertimbangkan saluran paip dengan tekanan malar dan pergerakan bendalir yang bersifat malar, di mana injap ditutup secara tiba-tiba atau injap pintu ditutup secara tiba-tiba. Dalam sistem bekalan air lubang bawah, tukul air biasanya berlaku apabila injap sehala lebih tinggi daripada paras air statik (9 meter atau lebih) atau bocor semasa injap seterusnya di atas menahan tekanan. Dalam kedua-dua kes, pelepasan separa berlaku. Apabila pam dimulakan seterusnya, air berkelajuan tinggi akan mengisi vakum. Cecair itu melanggar injap sehala tertutup dan aliran di atasnya, menyebabkan lonjakan tekanan. Hasilnya ialah tukul air. Ia menyumbang bukan sahaja kepada pembentukan keretakan dan pemusnahan sendi. Apabila lonjakan tekanan berlaku, pam atau motor elektrik (dan kadangkala kedua-dua elemen serentak) rosak. Fenomena ini boleh berlaku dalam sistem pemacu hidraulik anjakan positif apabila injap kili digunakan. Apabila salah satu saluran pelepasan disekat oleh kiliproses timbul cecair yang diterangkan di atas.
Perlindungan daripada tukul air
Kekuatan lonjakan akan bergantung pada kadar aliran sebelum dan selepas sekatan lebuh raya. Semakin kuat pergerakan, semakin kuat impak apabila tiba-tiba berhenti. Kelajuan aliran itu sendiri akan bergantung pada diameter garisan. Semakin besar keratan rentas, semakin lemah pergerakan bendalir. Daripada ini dapat disimpulkan bahawa penggunaan saluran paip besar mengurangkan kemungkinan tukul air atau melemahkannya. Cara lain ialah menambah tempoh menutup bekalan air atau menghidupkan pam. Elemen penutup jenis injap digunakan untuk menutup paip secara beransur-ansur. Khusus untuk pam, kit permulaan lembut digunakan. Ia membolehkan bukan sahaja untuk mengelakkan tukul air semasa menghidupkan, tetapi juga meningkatkan hayat operasi pam dengan ketara.
Pemampas
Pilihan perlindungan ketiga melibatkan penggunaan peranti peredam. Ia adalah tangki pengembangan membran, yang mampu "memadamkan" lonjakan tekanan yang terhasil. Kompensator tukul air berfungsi mengikut prinsip tertentu. Ia terletak pada hakikat bahawa dalam proses peningkatan tekanan, omboh bergerak dengan cecair dan unsur elastik (spring atau udara) dimampatkan. Akibatnya, proses kejutan berubah menjadi satu berayun. Disebabkan oleh pelesapan tenaga, yang kedua mereput dengan agak cepat tanpa peningkatan tekanan yang ketara. Kompensator digunakan dalam garisan pengisian. Ia sedang didakwaudara termampat pada tekanan 0.8-1.0 MPa. Pengiraan dibuat lebih kurang, mengikut syarat untuk menyerap tenaga lajur pemacu air dari tangki pengisian atau penumpuk ke pemampas.
