Víz kalapács csővezeték rendszer ( 1. Rész )

1. Mi az a víz kalapács?

A Vízkalapács egy nyomáshullám vagy hullám, amely akkor következik be, amikor a mozgásban lévő folyadék kénytelen megállítani vagy megváltoztatni a sebességet.,

a vízkalapács általában akkor fordul elő, amikor egy szelep hirtelen bezáródik egy csővezeték-rendszer végén, és egy nyomáshullám terjed a csőben. Ezt hidraulikus ütésnek is nevezik.

jelzőanyag, szinte pillanatnyi nyomás lökéshullám keletkezhet, amikor egy szelep túl gyorsan kinyílik vagy bezáródik, vagy amikor egy szivattyú üres kisülési vonallal kezdődik, vagy hirtelen leáll. Ez a jelenség a folyadékáramlás sebességének hirtelen változásának eredménye, a csővezeték jellemzőivel kombinálva., Ez a lökéshullám egy sor hammerblow-szerű hang, úgynevezett víz kalapács, amely elegendő nagyságrendű lehet ahhoz, hogy katasztrofális kudarcot okozzon a csővezetékrendszeren belül.

Több megérteni:

• fontolja meg egy hosszú cső AB ábrán látható módon. az egyik végén egy H magasságú vizet tartalmazó tartályhoz csatlakozik a cső közepétől.
• a cső másik végén van egy szelep, amely szabályozza a víz áramlását. Amikor a szelep teljesen nyitva van,a víz a csőben v sebességgel áramlik., Ha most a szelep hirtelen bezáródik, az áramló víz lendülete megsemmisül, következésképpen nagynyomású hullám jön létre.
• ez a nagynyomású hullám a hanghullám sebességével megegyező sebességgel továbbítódik a cső mentén, és kopogásnak nevezett zajt okozhat. Ez a nagynyomású hullám is hatással van a cső falaira, ezért vízkalapácsnak is nevezik.

2. Mikor fordul elő a vízkalapács & ok?,

– Víz kalapács gyakran fordul elő, amikor egy szelep zárt hirtelen véget ért a csővezeték-rendszer, áramkimaradás, fő szünetek, szivattyú start-fel-fogd be-le műveletek, ellenőrzés-szelep slam, gyors kereslet változása, nyitó-záró tűzcsapok, valamint a nyomás hullám terjed a cső stb.

– a vízkalapács egyéb okai a szivattyú meghibásodása és a visszacsapó szelep becsapódása (a hirtelen lassulás miatt a visszacsapó szelep gyorsan becsukódhat, a visszacsapó szelep dinamikus jellemzőitől és a visszacsapó szelep és a tartály közötti víz tömegétől függően).,

– Ha a csövet hirtelen bezárják vagy kinyitják a kimeneten (lefelé), a lezárás előtti víztömeg még mindig halad előre bizonyos sebességgel, nagynyomású, lökéshullámokat és kalapáló zajt építve fel. A vízkalapács a csővezetékek megszakadását okozhatja, ha a nyomás elég magas. – > ennek megakadályozása érdekében Légcsapdákat vagy állócsöveket (a tetején nyitva) néha csappantyúként adnak a vízrendszerekhez, hogy párnát biztosítsanak a mozgó víz erejének elnyelésére a rendszer károsodásának megelőzése érdekében., (Néhány vízerőmű-termelő állomáson, amely víztoronynak tűnik, valójában az egyik ilyen eszköz, úgynevezett túlfeszültség-dob).

– másrészt, amikor egy csőben lévő szelep zárva van, a szelep lefelé irányuló víz megkísérli folytatni az áramlást, olyan vákuumot hozva létre, amely a cső összeomlását vagy összeomlását okozhatja. Ez a probléma különösen akut lehet, ha a cső lejtőn van., – > ennek megakadályozása érdekében a levegő – és vákuummentesítő szelepeket vagy légtelenítőket közvetlenül a szelep után helyezik el, hogy a levegő beléphessen a vezetékbe, és megakadályozzák a vákuum kialakulását.

– szelepek hirtelen megnyitása vagy bezárása Egy csővezetékben.

– A szivattyúk indítása vagy leállítása egy szivattyúrendszerben.

– működési hibák vagy a berendezés meghibásodása. Áramszünet.

– szűkítő nyílás:

– a túlfeszültség-védelmi eszközök nem megfelelő működése több kárt okozhat,mint hasznot., Példa erre a túlfeszültség-csökkentő szelep túlméretezése vagy a vákuum-megszakító-légmentesítő szelep helytelen kiválasztása.

3. Hatás:

4. Megakadályozza, / ne :

a) a Folyadék sebessége meghaladja az érték méter per másodperc ( kiszámítja design ) műanyag csővezeték rendszerek növeli a hidraulikus sokk hatás, amely a kezdő, aztán megáll a szivattyú, gyors nyitó-záró szelepek. Folyadék sebessége nem haladja meg az értéket láb másodpercenként (számítjuk tervezés ) biztonságosnak tekinthető, és minimalizálja a hatását a víz kalapács.,

b) szereljen be nyomáscsökkentő szelepeket a vízkalapács hatásainak csillapítására, valamint a túlnyomás és az áramlás enyhítésére.

C) a szelepek nyitási és zárási sebességének szabályozására lassú zárású működésű szelepeket kell felszerelni. Elektromosan vagy pneumatikusan vezérelhetők, kiküszöbölve az emberi hiba esélyeit.

jó szelep teljesítmény:
lassú működés: a szelep működésének lelassítása a löketidő növelésével jó módszer a víz kalapácsának megakadályozására., A minimális löketidő kiszámításának egyetlen pontos módja a rendszer tranziens modelljének elkészítése, beleértve a megfelelő szelepjellemzőket (CV a lezárási szög ellen), majd különböző löketidőket modellezzen, amíg meg nem találja a határértéket. A működtetők lelassíthatók a kiszámított biztonságos lezárási idő elérése érdekében. A kézi szelepeket sebességváltókkal lehet felszerelni, így a kezelő nem tudja hirtelen bezárni őket. Ezt mindig kiszolgáltatott helyzetben kell megtenni, ahelyett, hogy a “jó működési gyakorlatra”támaszkodna.,
jó tulajdonságok: a szelepek számos különböző jellemző görbével készíthetők. Sok szelep túlfeszültség szempontjából gyenge görbékkel rendelkezik, utazásuk nagy részében kissé lassítják a folyadékot, de az áramlás gyors változását okozzák, amikor megközelítik a lezárást, például a “gyors nyitás” típust. A túlfeszültség-védelem a sebesség zökkenőmentes változását igényli, ezért az ilyen szelepek nem szívesen láthatók a túlfeszültség-problémákra érzékeny rendszerekben. A CV ideális görbéje a szelep pozíciójával szemben attól függ, hogy mekkora a nyomásesés aránya, amely a szelepen keresztül történik, amikor az áramlás normális., Ez a 6. ábrán látható. Egy tipikus kialakításhoz, ahol a szelepnyomás csökkenése a teljes súrlódási nyomásesés körülbelül 10-20% – a, egy ívelt jellemző (az alsó görbe) adja meg a kívánt áramlási vs szelep helyzetmintát. Az “egyenlő százalék” típusú szelepvágás megfelel ennek a legjobbnak. Ez tehát az áramlási sebesség meglehetősen lineáris csökkenését eredményezi, amikor a szelep bezáródik, így a folyadék lassulása egyenletesebben oszlik meg a szelep löketében. Ez ideális a túlfeszültség-megelőzéshez, a szelepütési idő pedig ilyen szelepjellemzővel minimalizálható.,

szivattyú tehetetlensége
A szivattyú hirtelen leállítása a szivattyú meghibásodása vagy a villamosenergia-ellátás meghibásodása miatt nem lehetséges teljesen megakadályozni. Az utazás következményeitől függően kívánatos lehet A szivattyú tehetetlenségének növelése, hogy csökkenjen a lassulás mértéke. Ezt néha egy túlméretezett motor felszerelésével lehet megtenni, de ha ez nem lehetséges, akkor a lendkereket a motor és a szivattyú közé kell illeszteni. Ez szokatlan elrendezésnek tűnhet,de számos alkalommal használták.,

összenyomható anyag a csőben
a vízkalapács megelőzésének további módja a folyadék összenyomhatóságának növelése gáz befecskendezésével az áramlásba. A gázbuborékok hatékonyan növelik a tömörítést, ezáltal csökkentik a hullámsebességet, valamint csökkentik a túlfeszültség-problémák méretét. A hullám
a celeric akár 90% – kal is csökkenthető, ha egy csőben mindössze 1% levegőmennyiséget adunk hozzá. Azonban költséges lehet, hogy gondoskodjon megbízhatóan, és nem egy szokásos megoldás., Emlékeztetni kell arra, hogy amikor a hullámsebesség csökken, a csökkentett Joukowski fej (1.egyenlet) előnyeit ellensúlyozni kell a megengedett csökkentett csőhossz ellen, anélkül, hogy túlfeszültség-problémákat okozna (2. egyenlet Újrarendezése).

d) A víz elleni védelemre szolgáló eszközök kalapács:

lásd a következő részt, ha többet szeretne tudni:

5. HOGYAN LEHET ELKERÜLNI A VÍZKALAPÁCS KÖVETKEZMÉNYEIT?

6. HOGYAN LEHET ELEMEZNI EGY CSŐVEZETÉKRENDSZERT A VÍZKALAPÁCS KOCKÁZATÁRA?

7., Összefoglaló a víz kalapácsról:

Pls lásd a következő részt: víz kalapács a csővezetékrendszerben ( 1. rész)