Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет Кафедра энергетики

Курсовая работа

по дисциплине «Гидравлический расчет тепловых сетей»

Тема: Гидравлический удар в тепловых сетях

Принял:

Кызыров К.Б.

^{(оценка) (фамилия, инициалы)}

^{(подпись) (дата)}

Члены комиссии: Выполнил:

Иззатова Х.Б.

^{(подпись, фамилия, и.о.) (фамилия, инициалы)}

^{(подпись, фамилия, и.о.) (Шифр зач книжки)}

Караганда 2012 г.

Содержание

Карагандинский государственный технический университет 1

Кафедра энергетики 1

Введение 2

Гидравлическим ударом называется волновой процесс, возникающий в капельной жидкости при быстром изменении её скорости. 2

В трубопроводах этот процесс сопровождается мгновенными местными повышениями и понижаемыми давлениями, которые могут значительно выходить за пределы, имеющие место при стабильном режиме. 3

В современных водяных тепловых сетях вероятность возникновения гидравлических ударов в последние годы существенно возросла в связи с увеличение единичной тепловой мощности теплоисточников ( ТЭЦ и в районных котельных), вводом в работу длинных теплопроводов большого диаметра и мощных насосных подстанций с большим количеством регулирующих приборов, клапанов и задвижек, а также включение в систему теплоснабжения в пиковых водогрейных котлов [1]. 3

При отказе какого – либо элемента такой системы, например при внезапной остановке насосов на станции или подстанциях, может произойти резкое изменение скорости воды в сети, сопровождающееся гидравлическим ударом. 3

Опасность возникновения гидравлического удара возрастает при включении в систему водогрейных котлов. В этом случае внезапное изменение расхода воды через котел может привести к резкому повышению температуры воды в котле, а затем к её вскипанию в сети и последующей конденсации образовавшихся паровых пузырей в потоке воды более низкой температуры, сопровождающейся гидравлическим ударом. 3

Гидравлический удар может также возникнуть при быстром закрытии регулирующих клапанов на насосных и дроссельных подстанциях, вызвавшем резкое изменение скорости воды в сети. 3

Волны гидравлического удара распространяются по системе со скоростью звука в воде около 1000 м/с и могут многократно повторяться, пока энергия удара не израсходуется на работу сил трения и деформацию трубопроводов или не будет погашена в специальных устройствах, ограничивающих распространение гидравлического удара ( воздушные колпаки, резервуары, и другие устройства). Наибольшую амплитуду изменения давления имеет обычно первая волна удара, которая поэтому является наиболее опасной. 3

1 Описание явления гидравлического удара. 3

3 Расчёт параметров гидравлического удара 13

4 Особые случаи. 23

5 О сверхъединичности гидроударов. 38

Введение

Гидравлическим ударом называется волновой процесс, возникающий в капельной жидкости при быстром изменении её скорости.

В трубопроводах этот процесс сопровождается мгновенными местными повышениями и понижаемыми давлениями, которые могут значительно выходить за пределы, имеющие место при стабильном режиме.

В современных водяных тепловых сетях вероятность возникновения гидравлических ударов в последние годы существенно возросла в связи с увеличение единичной тепловой мощности теплоисточников ( ТЭЦ и в районных котельных), вводом в работу длинных теплопроводов большого диаметра и мощных насосных подстанций с большим количеством регулирующих приборов, клапанов и задвижек, а также включение в систему теплоснабжения в пиковых водогрейных котлов [1].

При отказе какого – либо элемента такой системы, например при внезапной остановке насосов на станции или подстанциях, может произойти резкое изменение скорости воды в сети, сопровождающееся гидравлическим ударом.

Опасность возникновения гидравлического удара возрастает при включении в систему водогрейных котлов. В этом случае внезапное изменение расхода воды через котел может привести к резкому повышению температуры воды в котле, а затем к её вскипанию в сети и последующей конденсации образовавшихся паровых пузырей в потоке воды более низкой температуры, сопровождающейся гидравлическим ударом.

Гидравлический удар может также возникнуть при быстром закрытии регулирующих клапанов на насосных и дроссельных подстанциях, вызвавшем резкое изменение скорости воды в сети.

Волны гидравлического удара распространяются по системе со скоростью звука в воде около 1000 м/с и могут многократно повторяться, пока энергия удара не израсходуется на работу сил трения и деформацию трубопроводов или не будет погашена в специальных устройствах, ограничивающих распространение гидравлического удара ( воздушные колпаки, резервуары, и другие устройства). Наибольшую амплитуду изменения давления имеет обычно первая волна удара, которая поэтому является наиболее опасной.

1 Описание явления гидравлического удара.

Более-менее заметно гидравлический удар проявляется только в жёстких трубопроводах при большой скорости потока. Он происходит тогда, когда движущаяся с некоторой скоростью жидкость вдруг встречает на своём пути жёсткое препятствие, которым, как правило, бывает заслонка или заглушка. В подобной ситуации пресловутый cтальной шарик в вакууме просто отскочил бы от встретившейся стенки обратно с той же скоростью, с которой подлетел к ней. Однако жидкость — не шарик, да и вокруг не вакуум, а жёсткие стенки, а сзади напирают следующие порции, которые ещё «не знают», что впереди прохода нет! В результате жидкость останавливается, а её кинетическая энергия превращаются в потенциальную энергию упругого сжатия жидкости (ведь жидкости считаются несжимаемыми лишь по сравнению с газами, а на самом деле сжимаются примерно в той же степени, что и твёрдые тела с кристаллической структурой), а также потенциальную энергию упругого (а если не повезёт — то и пластического, то есть необратимого) растяжения стенок трубы. Всё это приводит к тому, что давление в месте остановки стремительно возрастает, тем больше, чем выше была скорость жидкости и чем меньше её сжимаемость, а также чем выше жёсткость трубы. Это повышение давления и является гидравлическим ударом внезапно остановленной жидкости [1].