Гидравлический удар. Гидроудар

23.06.2014

Гидравлический удар (гидроудар, waterhammer) – это крайне опасное явление, выражающееся в резком мгновенном (ударном) повышении или понижении давления в напорном трубопроводе, вызванном крайне быстрым изменением скорости потока жидкости за очень малый промежуток времени. Например, гидроудар возникает при резком перекрытии задвижкой движущегося потока жидкости или при запуске/остановке насоса.

Увеличить

Техническое описание гидроудара и его последствий

С бытовой точки зрения гидроудар понимается просто – жидкость по инерции бьет в задвижку. Но такое понимание не отражает всей опасности гидроудара и не объясняет основные разрушительные эффекты. На самом деле при гидравлическом ударе в жидкости возникает ударная волна, которая затем распространяется по трубопроводу. В зависимости от скорости перекрытия задвижки фронт ударной волны может двигаться как в направлении, обратном первоначальному направлению движения жидкости в трубопроводе (полный гидроудар), так и в прямом направлении, проходя сквозь не до конца закрытую задвижку (неполный гидроудар). Дальнейшее направление движения фронта зависит от элементов трубопровода, вплоть до повторного неоднократного прохождения фронта волны в прямом и обратном направлениях. Гидравлический удар способен вызывать образование продольных трещин в трубах, что может привести к их расколу, или повреждениеиных элементов трубопровода. Также гидроудары чрезвычайно опасны и для другого оборудования, такого как теплообменники, насосы и сосуды, работающие под давлением.

Теория гидроудара

Впервые теория гидроудара была разработана великим русским ученым Николаем Егоровичем Жуковским в 1897—1899 гг. Он предложил формулу расчета увеличения давления (формулу Жуковского) и доказал, что скорость распространения ударной волны находится в прямо пропорциональной зависимости от сжимаемости жидкости, величины деформации стенок трубопровода, определяемой модулем упругости материала, из которого он выполнен, а также от диаметра трубопровода.

Способы защиты от гидроудара

Понимание теории гидроудара позволяет определить основные способы защиты от этого явления. Для предотвращения появления ударной волны используются:

• Уменьшение скорости движения жидкости.
• Увеличение диаметра трубопровода.
• Плавное открытие/закрытие затворов, плавный пуск/остановка насосов.

В случае, если гидроудар произошел, можно уменьшить его разрушительную силу путем гашения и рассеивания энергии ударной волны:

• Установка специальных демпфирующих устройств.
• Применение упругих материалов в трубах и иных элементах трубопровода.

Например, резиновые компенсаторы (виброкомпенсаторы, вибровставки), предназначенные для компенсации различных смещений труб и для гашения вибрации трубопровода, вызываемой работой насосного оборудования, позволяют поглотить и рассевать энергию гидроудара и препятствуют распространению ударной волны.

Гидравлическая система должна быть рассчитана таким образом, чтобы гидроудар не возникал в ходе рабочей эксплуатации. Но даже в правильно рассчитанной системе возможно возникновение аварийных режимов, приводящих к гидравлическому удару, и необходимо обеспечить устойчивость системы и уменьшить причиняемый ущерб. Такие соображения могут влиять на выбор тех или иных компонентов трубопровода. К примеру, при проходе ударной волны на элементы трубопровода действует как повышенного давление, так и пониженное. При этом может возникнуть понижение давление до значений ниже атмосферного, что даже более опасно для определенных элементов, чем повышение. В таком случае становятся существенны преимущества резиновых компенсаторов над компенсаторами сильфонного типа, которые хуже противостоят разрежению.

Причины и последствия гидравлического удара

Представляем вашему вниманию советские и западные научно-популярные видео обзоры о гидроударах, их последствиях и способах защиты от гидроударов.

Научно-популярный ролик о повреждениях от гидроудара

Увеличить Увеличить

Также возможно дополнительное повышение устойчивости резинового компенсатора к разрежению. Например, компания Elaflex предлагает укомплектовать вибровставки специальными поддерживающими вставками или спиралями, которые примерно на 50% повышают устойчивость виброкомпенсатора к падению давления ниже атмосферного.

Советский учебный фильм о гидроударе

Причины и последствия гидравлического удара (на английском языке)

В заключение отметим, что гидроудар может быть не только разрушителем. В первой половине XX века широкое применение получили различные виды гидравлических таранов. Гидротараны и турботараны – насосы, использующие энергию текущей воды, могут применять для водоснабжения и ирригации и работают автономно, не нуждаясь в электричестве или ином внешнем источнике энергии. Сейчас, на волне интереса к экологически чистым и возобновляемым источникам энергии, интерес к гидротаранам снова возрождается.

О покупке резиновых компенсаторов для защиты от гидроударов

У нас на сайте Вы можете купить резиновые компенсаторы производства компании Elaflex по самым выгодным ценам и с кратчайшим сроком поставки. Мы предлагаем полный ассортимент вибровставок фланцевых, производимых Elaflex. Получить товар можно на складе в Москве или в Санкт-Петербурге или оформить доставку в любой регион России. Наши менеджеры проконсультируют Вас по всем вопросам, подберут наиболее выгодный и удобный для Вас вариант с оптимальной ценой и минимальным сроком поставки.

Звонок для абонента из любой точки
России бесплатный.8 (800) 250-10-12

Сроки и цены доставки резиновых компенсаторов в регионы России, Казахстана и Белоруссии