Прямой, непрямой, полный, неполный гидравлические удары.

Если время запирания задвижки меньше фазы гидравлического удара t₃<T=2L/a, то жидкость подойдет к задвижке, когда задвижка будет полностью заперта. Такой удар называется прямым. Если же время закрытия будет больше, то в момент, когда жидкость подойдет к задвижке задвижка будет закрыта не полностью и удар будет слабее. При этом наблюдается непрямой гидравлический удар.

∆P_уд = ρυ2L/t₃

Если в момент перекрытия сечения скорость жидкости падает до 0, то будет наблюдаться полный гидравлический удар. Если же при перекрытии сечения жидкость продолжает двигаться со скоростью υ, то будет наблюдаться неполный гидравлический удар.

∆P_уд=ρа(υ₀ - υ),

где υ₀ – скорость движения воды до удара,

υ – скорость движения воды во время удара

Меры предотвращения гидравлического удара.

1. Медленное закрытии задвижек, что обеспечивается их конструкцией, правилами эксплуатации и автоматическим закрытием в течении заданного времени. На трубопроводах малого диаметра следует устанавливать не пробочные краны, а вентили. На насосных установках для предотвращения гидравлического удара устанавливается обратные клапаны.

2. Устанавливается на трубопровод гидра и пневмоконденсаторы.

Сбрасывается лишнее давление воды

3. Устанавливаются разные диафрагмы, прочность которых меньше прочности труб.

Разрывная диафрагма

Течение жидкости через отверстие и насадки.

Зависимости, которые установлены при изучении истечений, широко применяются в расчетах, связанных с созданием компактных струй (пожарные бронгойты, гидромониторы, воздушные завесы, наполнение и опорожнение резервуаров), при разработке насадок и т.д.

Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре.

Малое отверстие – отверстие диаметр, которого меньше 0,1 напора над этим отверстием.

Тонкой стенкой называется стенка, толщина которой меньше 0,5 диаметра и имеющая открытый острый край.

Н

D

δ

0,5d

В этом случае жидкость испытывает только местные сопротивления. При подходе жидкости к отверстию траектории ее частиц не параллельны. За счет прямолинейности движения давление в струе жидкости возрастает от кромок к центру, а скорость уменьшается. В результате чего струя сжимается. На расстоянии равном половине диаметра движение жидкости становится параллельным струйным, а такое сечение называется сжатым.

Коэффициент сжатия (ε) – отношение площади сжатой струи к площади отверстия.

1. 1

Н

2

О О

2

Рассмотрим истечение жидкости через малое отверстие с тонкой стенкой при постоянном напоре в атмосферу. Для этого запишем уравненеи Бернулли для двух сечений ( 1-на поверхности воды в резервуаре, 2- в сжатом сечении)

Плоскость отчета проходит через центр тяжести отверстия.

z₁ + + = z₂ + + + h_1-2

z₁ = H; z₂ = 0

P₁ = P₂ = Pa

υ₁ = 0; υ₂ = υ_c

H + + = 0+ + +

υ_c = = =

где = - коэффициент скорости, постоянная.

Коэффициент скорости – это отношение реальной скорости в сжатом сечении к теоретической ( максимально возможной) скорости.

Q = υ_c S_c ε =

Q = υ_c ε S₀ = ε S₀ = μ S₀

μ = φ ε - коэффициент расхода

Q = μ S₀

Опытными исследованиями были получены средние коэффициенты при истечении в атмосферу:

Коэффициент скорости φ = 0,97

Коэффициент сжатия ε = 0,64

Коэффициент расхода μ = 0.62