5.2.4. Гидравлический таран

Гидравлический таран (см. рис. 5.14) служит для подачи воды на небольшую высоту без использования насосов.

Подача воды осуществляется только с использованием энергии гидравлического удара. Для пуска тарана в действие открывают ударный клапан 3. Вода начинает поступать по трубопроводу 1 в рабочую камеру 2 и вытекает через клапан 3 наружу. С увеличением скорости движения вытекающей из клапана жидкости клапан поднимается и мгновенно закрывает отверстие в рабочей камере. Происходит гидравлический удар. Давление в рабочей камере резко повышается, и под действием этого давления открывается клапан 4. Часть воды после открытия клапана 4 поступает в воздушный колпак 5, давление в нем повышается, и часть жидкости поступает в трубопровод 6. Так как часть жидкости из рабочей камеры поступила в воздушный колпак, то давление в рабочей камере понижается, в результате под действием силы тяжести открывается клапан 3, и вода вновь по трубопроводу 1 начинает поступать в рабочую камеру и вытекать через клапан 3 наружу. Затем клапан 3 закрывается, происходит гидравлический удар, процесс повторяется, и новая порция воды вновь поступает в воздушный колпак и в трубопровод 6.

Рис. 5.14. Гидравлический таран

Таким образом, гидравлический таран затрачивает часть расхода на подъем воды по нагнетательному трубопроводу на высоту , которая может достигать 10 . Обычно теряется половина расхода.

Пример расчета короткого трубопровода

Вода перетекает из резервуара А в резервуар В по трубопроводу с диаметрами d₁ = 100 мм и d₂ = 60 мм и длиной l₁ = 15 м и l₂ = 10 м (рис. 5.15). Необходимо определить расход воды при разности уровней в бассейнах H = 300 см, и построить линии полного, пьезометрического и геометрического напоров. Трубопровод стальной сварной, умеренно заржавевший.

Рис. 5.15. К примеру расчета короткого трубопровода

Ответ: 1. После уточнения расход в трубопроводе Q = 0,0056 м³/с$

2. Линии полного, пьезометрического и геометрического напоров (рис. 5.17).

Пример расчета магистрального трубопровода

Определить необходимую высоту водонапорной башни h в точке А, если d_AB = 200 мм, d_AC = 250 мм, d_CD = 125 мм. На участке ВС непрерывный расход q = 0,05 л/с, на п.м., а в точках С и D сосредоточены расходы = 10 л/c и = 12 л/c. Свободный напор Н_СB = 10 м, длины новых трубопроводов: l_АВ = 400 м, l_BC = 300 м, l_CD = 200 м.

Ответ: Высота водонапорной башни равняется 18,65 м.

Рис. 5.16. К расчету потерь напора в магистральном трубопроводе

Рис. 5.17. Построение линий полного и пьезометрического напоров

Рекомендуемая литература

1. Альтшуль А.Д. и др. Гидравлика и аэродинамика. – М.: Стройиздат, 1987, с. 15-19, 39-40, 99-106, 151-156, 158-175, 196-219,301-316,317-319.

2. Башта Т.М. и др. Гидравлика и гидравлические машины. – М.: Машиностроение, 1981.

3. Вакина В.В. Машиностроительная гидравлика. Примеры расчетов. – Киев: Вища школа, 1987.

4. Лойцянский Д.Г. Механика жидкости и газа. – М.: Наука, 1973, с. 12, 111-114, 132-136.

5. Астров Б.В. Сборник задач по гидравлике. – М.: УДН, 1986, с. 4-101.

6. Смыслов В.В. Гидравлика и аэродинамика. – Киев.: Вища школа, 1979, с. 11-13, 25-40, 95-96,107-124, 137-142,156-176,180-219, 229-233, 240-246, 303-306.

7. Угинчус А.А. Гидравлика и гидравлические машины., 1980.

8. Калинин А. В., Козлов Г. С. Методические указания для студентов очно-заочной формы обучения по дисциплинам: «Гидравлика», «Гидравлика и гидравлические машины», ТГУ, 2003 г.,66 стр.

9. Калинин А. В. Лабораторный практикум по дисциплине «Гидравлика», ТГУ, 2005 г.,45 стр.