Презентація "Гидравлический удар"

Попередній слайд
Наступний слайд


Завантажити презентацію "Гидравлический удар"
Слайд #1
Презентация на тему «Гидравлический удар»
По дисциплине «Гидравлические и пневматические системы»
Автор: Конев С.П.


Слайд #2
определение
Гидравлическим ударом называется колебательный процесс, возникающий в трубопроводе при внезапном изменении скорости жидкости, например при остановке потока из-за быстрого перекрытия задвижки (крана).


Слайд #3
Описание процесса


Слайд #4
1 стадия


Слайд #5
1 стадия
скорость частиц жидкости, натолкнувшихся на кран, будет погашена, а их кинетическая энергия перейдет в работу деформации стенок трубы и жидкости. При этом стенки трубы растягиваются, а жидкость сжимается.


Слайд #6
2 стадия


Слайд #7
2 стадия
Когда ударная волна достигнет резервуара, жидкость окажется остановленной и сжатой во всей трубе, а стенки трубы — растянутыми. Ударное повышение давления Δруд распространится на всю трубу


Слайд #8
3 стадия


Слайд #9
3 стадия
Под действием повышенного давления (p0 + Δpуд) частицы жидкости устремятся из трубы в резервуар, причем это движение начнется с сечения, непосредственно прилегающего к резервуару. Теперь сечение п—п перемещается по трубопроводу в обратном направлении — к крану—с той же скоростью с, оставляя за собой в жидкости давление


Слайд #10
4 стадия


Слайд #11
4 стадия
Жидкость и стенки трубы возвращаются к начальному состоянию, соответствующему давлению р0. Работа деформации полностью переходит в кинетическую энергию, и жидкость в трубе приобретает первоначальную скорость υ0 но направленную в противоположную сторону.


Слайд #12
5 стадия


Слайд #13
5 стадия
С этой скоростью «жидкая колонна» стремится оторваться от крана, в результате возникает отрицательная ударная волна (давление в жидкости уменьшается на то же значение Δpуд). Граница между двумя состояниями жидкости направляется от крана к резервуару со скоростью с, оставляя за собой сжавшиеся стенки трубы и расширившуюся жидкость Кинетическая энергия жидкости вновь переходит в работу деформации, но с противоположным знаком.


Слайд #14
6 стадия


Слайд #15
6 стадия
Состояние жидкости в трубе в момент прихода отрицательной ударной волны к резервуару


Слайд #16
7 стадия


Слайд #17
7 стадия
процесс выравнивания давления в трубе и резервуаре, сопровождающийся возникновением движения жидкости со скоростью υ0.
Очевидно, что как только отраженная от резервуара ударная волна достигнет крана, возникнет ситуация, уже имевшая место в момент закрытия крана. Весь цикл гидравлического удара повторится


Слайд #18
Теоретическая часть
Теоретическое и экспериментальное исследования гидравлического удара в трубах было впервые выполнено Н.Е.Жуковским.
В его опытах было зарегистрировано до 12 полных циклов с постепенным уменьшением Δpуд


Слайд #19
Ударное давление
В результате проведенных исследований Н.Е.Жуковский получил аналитические зависимости, позволяющие оценить ударное давление Δpуд. Одна из этих формул,
получившая имя Н.Е.Жуковского, имеет вид
Δpуд = ρυc,
где c - скорость распространения ударной волны


Слайд #20
Скорость распространения ударной волны
скорость распространения ударной волны определяется по формуле слева от текста,
где K – объёмный модуль упругости жидкости;
E –модуль упругости материала стенки трубопровода
d– внутренний диаметр трубопровода
δ – толщина стенки трубопровода


Слайд #21
Фаза гидравлического удара
Фаза гидравлического удара t0 — это время, за которое ударная волна движется от крана к резервуару и возвращается обратно.
l – длина трубопровода


Слайд #22
Способы снижения вредного влияния гидравлического удара
увеличение времени срабатывания запорных устройств, перекрывающих поток жидкости.
установка перед устройствами, перекрывающими поток жидкости, гидроаккумуляторов или предохранительных клапанов.
Уменьшение скорости движения жидкости в трубопроводе за счет увеличения внутреннего диаметра труб при заданном расходе
уменьшение длины трубопроводов