Реферат на тему Шестеренные насосы выполнен на высший бал!!
Информация о работе
Подробнее о работе
Гидравлический удар
- 20 страниц
- 2021 год
- 0 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Гидравлический удар 4
1.1 Гидравлический удар в трубопроводах 4
1.2 Разновидности гидроудара 5
1.3 Причины, последствия и примеры 7
1.4 Способы защиты 9
2. Протекание гидравлического удара 11
2.1 Скорость распространения гидравлической ударной волны в трубопроводе 11
2.2 Ударное давление 16
2.3 Протекание гидравлического удара во времени 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 19
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 20
1.1 Гидравлический удар в трубопроводах
Теоретическое и экспериментальное исследование гидроудара в трубопроводах впервые было проведено известным русским учёным Николаем Егоровичем Жуковским в 1899 году. Гидравлический удар в трубопроводах связан с тем, что при быстром закрытии трубопровода, по которому течёт жидкость, или быстром его открытии возникает резкое, неодновременное по длине трубопровода изменение скорости и давления жидкости. Если в таком трубопроводе измерять скорость жидкости и давление, то обнаружится, что скорость меняется как по величине, так и по направлению, а давление - как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения по отношению к начальному. Это означает, что в трубопроводе возникает колебательный процесс, который характеризуется периодическим повышением и понижением давления. Такой процесс очень быстротечен и обусловлен упругими деформациями стенок трубы и самой жидкости.
...
1.2 Разновидности гидроудара
Если трубопровод перекрыть не полностью, то скорость жидкости в данном трубопроводе изменится не до нуля, а до значения V1 . В этом случае может возникнуть неполный гидравлический удар в трубопроводе, при котором величина повышения давления (ударное давление) будет меньше, чем в первом случае, а формула Николая Егоровича Жуковского примет следующий вид
(1.2)
Приведённые формулы справедливы только в том случае, если время закрытия крана tЗАК меньше фазы гидроудара в трубопроводе , т.е.
В том случае, если , возникает непрямой гидравлический удар в трубопроводе. Для него характерно то, что отразившаяся от резервуара в начале трубы ударная волна возвращается к заслонке крана раньше, чем он будет полностью закрыт. Величина Р в этом случае будет меньше, чем при прямом гидравлическом ударе в трубопроводе. Её приближенно (считая, что изменение Р в трубопроводе происходит по линейному закону) можно определить по нижеуказанной формуле:
(1.
...
1.3 Причины, последствия и примеры
Наиболее часто гидроудар в трубопроводе происходит при резком закрытии запорной арматуры (Рисунок 1.3). В системе водопровода неизменное значение давления сохраняется, когда вода выливается из крана и течет по трубам. Случается такое, что в несколько раз может это давление увеличиться, что происходит, например, при резком закрытии запорной арматуры. Это и есть гидравлический удар в трубопроводе. Итогом являются лопнутые трубы.
Рисунок 1.3 – Гидроудар в трубопроводе при резком закрытии запорной арматуры
Причиной гидравлического удара в трубопроводе а могут также стать:
• Резкое включение или выключение мощного насоса;
• Воздушные пробки имеющиеся в контуре отопления, либо водопровода.
Включение и отключение насоса может быть спровоцировано нестабильным электрическим снабжением объекта, на котором находятся мощные насосные станции для перекачки воды.
...
1.4 Способы защиты
Соблюдение правил монтажа коммуникаций отопительных и водопроводных позволяет свести к минимуму вероятность возникновения такого опасного явления, как гидроудар в трубопроводе, но полностью исключить гидроудар в трубопроводе только правильно спроектированными системами не получится. Для избегания гидроудара в трубопроводе необходимо соблюдение технических инструкций и правил безопасности и комплексный подход.4
Значительно снизить вероятность возникновения гидроудара в трубопроводе, можно если следовать следующим правилам при проведении монтажа водопроводов и их эксплуатации:
1. Применение демпферных устройств и гидравлических аккумуляторов, также позволяет свести к минимуму последствия гидроудара в трубопроводе.
2. Если в системе отопления, либо водопровода установить автоматические устройства плавного закрытия и открытия запорной арматуры, то можно полностью исключить человеческий фактор при возникновении гидроудара в трубопроводе
3.
...
2.1 Скорость распространения гидравлической ударной волны в трубопроводе
Изменения скорости потока и давления в трубопроводах (Рисунок 2.1) происходят не мгновенно в связи с сжимаемостью рабочей среды, а также упругостью твердых стенок трубы, а с некоторой конечной скоростью, которая обусловлена необходимостью компенсации упругих деформаций трубы и жидкости. Рассмотрим случай, когда в трубопроводе длиной L и площадью сечения ω под давлением Р находится жидкость, которая имеет плотность ρ. Предположим, что в момент времени t в сечении 1 – 1 давление жидкости в трубопроводе повысится на величинуdp.5
Рисунок 2.1 - Изменения давления и скорости потока в трубопроводах
Это повышение давления жидкости в трубопроводе вызывает увеличение плотности на величину dρ, а также расширение внутреннего диаметра трубопровода. Следовательно, площадь проходного сечения трубопровода увеличится на величину dω. В итоге увеличится объём W участка трубопровода на величину dW.
...
2.2 Ударное давление
Для выяснения величины подъёма давления Р применим теорему о сохранении количества движения (импульса силы). Для этого рассмотрим элементарное перемещение участка жидкости длинной dL за время dt. Учтём, что при прямом гидравлическом ударе кинетическая энергия ударной волны полностью превращается в потенциальную, то есть скорость жидкости V становится равной нулю 0.
Импульс силы, под действием которого происходит это движение, равен:
(2.23)
Изменение количества движения рассматриваемого объёма длиной dL будет:
(2.24)
Повторимся: скорость во второй скобке равна 0, т.к. рассматриваемый объём жидкости останавливается.
Приравнивая эти выражения по теореме о сохранении количества движения, получим:
(2.24)
Отсюда выразим величину повышения давления ΔP:
(2.29)
После замены дроби скоростью a, окончательно будем иметь:
(2.
...
2.3 Протекание гидравлического удара во времени
Процесс распространения ударной волны в трубе, рассмотренный выше, не происходит очень долго. В опытах Николая Егоровича Жуковского было зарегистрировано по двенадцать полных циклов. При этом величина ударного давления ∆P постепенно уменьшалась.
Рисунок 2.3 – Величина ударного давления
Уменьшение давления в трубопроводе вызвано рассеиванием энергии в резервуаре и трением в трубе, которое обеспечивает исходный напор. На графике (Рисунок 2.3) сплошной заштрихованной областью показано теоретическое изменение давления при гидравлическом ударе. Приблизительный вид действительной картины изменения давления показан прерывистой линией.
...
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проделанной работы выполнены все задачи для достижения поставленной цели: рассмотрены понятие гидравлического удара в трубопроводе, разновидности гидравлического удара, его причины, последствия, примеры, способы защиты, а также протекание гидравлического удара - скорость распространения гидравлической ударной волны в трубопроводе, ударное давление и протекание гидравлического удара во времени.
Из вышеизложенного материала необходимо сделать несколько выводов: во-первых, наиболее простым примером возникновения гидравлического удара является пример трубопровода с постоянным напором и установившимся движением жидкости, в котором была резко перекрыта задвижка или закрыт клапан; во-вторых, возникновение гидравлического удара возможно только по той причине, что жидкость не сжимается настолько, чтобы произошла компенсация резкого скачка давления.
...
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Павлов С.А., Ткаченко Т.Н. Гидравлические расчеты напорных систем. - Методические указания к выполнению курсовой работы. — Барнаул: РИО Алтайского ГАУ, 2016. — 48 с.
2. Гроховский Д.В. Основы гидравлики и гидропривод. - Учебное пособие. — СПб.: Политехника, 2013. — 237 с.
3. Гусев В.П., Гусева Ж.А. Основы гидравлики. - Учебное пособие /Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012.— 222 с.
4. Каленюк Н.М., Скрипник А.В. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические передачи. - Учебное пособие. – Барнаул: Изд-во АГАУ, 2011. – 248 с.
5. Кирсанова Т.А., Куклин В.Н. Гидравлика. - Сборник задач.– Кострома: КГСХА, 2010.– 78 с.
6. Зезин В.И. Гидрогазодинамика. - Учебное пособие. — Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2010. — 100 с.
7. Капинос О.Г., Твардовская Н.В. Противоударная защита напорных трубопроводов с применением обратных клапанов. - Известия Петербургского университета путей сообщения, 2010, вып. 1, с. 31–44.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
