Відношення швидкість розповсюдження ударної

хвилі.

Тоді формула (7) приймає вигляд:

(8)

де р - питома маса води

V - швидкість її руху

С - швидкість розповсюдження ударної хвилі.

Знайдемо збільшення напору розділивши ΔР на

(9)

.

Швидкість розповсюдження ударної хвилі

де d - діаметр трубопроводу (внутрішній),

δ - товщина стінки груби:

Е_р - модуль пружності рідини;

Е_тр - модуль пружності стінок трубопроводу.

Вид труб

Сталеві 0.01

Чавунні 0.02

Азбестоцементні 0.11

Вініпластові 0.68 - 0,72

Поліетиленові 1 - 1.45

Залізобетонні 0.065 - 0.09

Бетонні . 0.1-0.14

Гумові 333 - 1000

При непрямому ударі можна визначити ΔР за формулою

Н.З. Френкеля

(10)

де а – швидкість розповсюдження ударної хвилі;

t_ф – Т-фаза гідроудару,

t_з – час закриття засувки.

(11)

(12)

Засоби боротьби із гідравлічним ударом:

1. повільне закривання вентилів, засувок, кранів;

2. для зменшення V змінюють d на D:

3) використовують запобіжні клапани, які відкриваються при збільшенні тиску;

4. повітряні ковпаки перед засувками;

5. установка дерев'яних містків над рукавними лініями;

6) на пожежних гідрантах московського типу проводять блокування відкриття пожежної колонки.

Явище гідроудару використовують для конструювання водопідйомника - гідра­влічного тарану (для водопостачання в сільській місцевості)

Принцип дії гідравлічного тарану

Д М

К К

А

Вода з річки трубопроводом А подається в робочу коробку В. Кла­пан С відкритий. Вода зі швидкістю Vо рухається до стінок коробки. Під час руху частина води виливається (Q₁). Потім клапан С під власною вагою закривається. Це перший період - розгінний. Вода заповнює робочу коробку, а дійшовши до стінки спиняється.

Тоді Vо=0. Клапан D під тиском ΔР відкривається. Вода заповнює ковпак Е (з повітрям). Це другий період – гідравлічний удар.

Коли повітря настільки стискається, що Р_пов > Р_води вода виштовхується у трубопровід М і йде у бак К. Це третій період - робочий хід.

Коефіцієнт корисної дії тарану становить 0,4…0,85. При початковому напорі Н₁=1,5…5м можна підняти воду на 40 м. (Н₂=15..40м)

Висновок лекції: існує два види гідравлічних ударів (прямий і не прямий). Гідравлічний удар був досліджений Н.Є. Жуковським.

Додаток до лекції 5.1.

Гідравлічним ударом називається раптова зміна тиску в трубопроводі, викликана зміною швидкості руху води.

Робота протипожежних водопроводів сполучена зі швидким вмиканням і вимиканням значних витрат води, необхідних для пожежогасіння. У результаті цього при гідравлічних ударах можуть виникати неприпустимі підвищення тисків. Всяка причина, що викликає зміну швидкості подачі води, є одночасно причиною гідравлічного удару. Гідравлічний удар проявляється в глухому ударному звуці зі струсом водопроводу і встановленої на ньому арматури, із відкритого кінця трубопроводу спостерігаються пульсуючі струмені.

Розмір гідравлічного удару визначається тим, наскільки швидко відбувається відбір води з водопроводу. Зменшення швидкості руху води в трубах при закриванні регулюючого органа не пропорційно степені його відкриття. Найбільше скорочення витрати води відбувається на останній стадії закриття. Тому в розрахунках гідравлічного удару приймається не час повного закриття Т_п, а ефективний час t_е

Ефективний час t_е, на протязі якого відбувається зміна швидкості потоку, визначається по формулі:

t_е=К₁ · К₂· Т_п

де t_е - ефективний час;

К₁- коефіцієнт, що враховує час холостого ходу і

незначної зміни швидкості;

К₂ - коефіцієнт, що враховує гідравлічні параметри системи, за допомогою якої проводиться подача води до місця пожежогасіння;

Т_п - повний час, необхідний для відкривання.

В табл. 1 приведені значення К₁, Т_п та S_* для гідрантів і пожежної колонки.

Таблиця 1

Регулюючий орган	Тп, сек	К1	S*
Гідрант Гідрант, сполучений із водорозбірною колонкою Шибер пожежної колонки	10-12 16-18 12-14	0,35 0,62 0,53	0,0013 0,0182 0,0317

В табл. 2 приведені значення К₂ у залежності від коефіцієнта , що характеризує відношення загального гідравлічного опору системи S до гідравлічного опору регулюючого органа S_*

Таблиця 2



1

3

5

10

15

20

30

40

50

100

К2

1

0,7

0,6

0,45

0,37

0,32

0,25

0,2

0,175

0,14

Загальний гідравлічний опір складається з гідравлічних опорів водопроводу, регулюючою органу, рукавних систем і стволів.