Принцип работы

Работает таран следующим образом (рис. 3.2). Вода из источника – 1, под напором Н_о, двигаясь по питающему трубопроводу - 9, вытекает через открытый ударный клапан - 7 с возрастающей ско­ростью. В тот момент, когда давление скоростного напора воды на ударный клапан превысит его массу, клапан мгновенно закроется, возникает гидравлический удар в питающем трубопроводе, давление в рабочей камере тарана резко возрастет. В это время открывается нагнетательный клапан - 6, и вода под дав­лением положительной волны гидравлического удара устремляется в воздушный колпак - 5, а далее в напорный трубопровод - 3 и напорный бак – 2, с расходом q и напором Н . Когда ударная волна перейдет в отрицательную фазу, т.е. давление в рабочей ка­мере упадет, нагнетательный клапан закроется, а ударный клaпан, под действием собственного веса и атмосферного давления откроется. Через ударный клапан вода вновь будет вытекать наружу, и цикл работы гидротарана повторится.

Taким образом, гидравлический таран может работать автоматически без осмотра в течение длительного времени, используя мощность водной энергии источника воды.

Рис. 3.2. Схема работы гидравлического тарана.

Параметры работы гидротаранной установки

Основными параметрами, характеризующими работу гидротаранной установки являются:

1. Общий расход в питательной трубе Q.

2. Полезная подача q.

3. Полный напор гидравлического тарана Н.

4. Коэффициент полезного действия ŋ.

Для того, чтобы определить рабочие параметры гидротаранной установки, рассмотрим рабочий цикл гидравлического тарана, который состоит из двух тактов: такта разгона воды в питательной трубе до определенной скорости υ перед закрытием ударного клапана, продолжительностью t₁ и такта подачи продолжительностью t₂.

Тогда время одного цикла T_ц можно определить по формуле:

T_ц = t₁ + t₂ , (1)

а число ударов в одну минуту (число ударов клапана):

n = 60/T_ц . (2)

Если обозначить объём воды, поступающей в воздушный колпак W_n, сбрасываемой воды W_сбр, то общий объём воды за один цикл (объём воды, забираемой из водоисточника за один цикл):

W = W_сбр + W_n . (3)

Общий расход в питательной трубе, см³/ мин:

Q = W*n. (4)

Полезная подача, см³/мин :

q = W_n*n . (5)

Сбросный расход, см³/мин:

Q_сбр = Q – q = W_сбр*n . (6)

Разница ypoвней воды в напорном баке и водоисточнике определяет геодезическую высоту подачи, м:

H_г = H – H_о, (7)

где: Н_о – напор в водоисточнике, м;

Н – полный напор, создаваемый гидравлическим тараном, м.

Полный напор рассмат­ривается как сумма геометрической высоты и гидравлических по­терь в напорной трубе. Тогда коэффициент полезного действия ŋ будем подсчитывать по формуле:

ŋ = q(H - H₀) ∕ (QH₀). (8)

Правила пуска

Пуск тарана производится в следующем порядке: открывают вентиль - 4 на напорном трубопроводе и задвижку - 8 на питающем трубопроводе, приподняв рукой ударный клапан, заполняют водой воздушный колпак и часть напорного трубопровода. Затем закрывают вентиль на напорном трубопроводе и несколько раз открывают ударный клапан, пока он не начнет работать автоматичес­ки. После того, как клапан начнёт работать, сразу же открыва­ют вентиль на напорной трубе. Для остановки тарана достаточно придержать рукой ударный клапан в закрытом положении в течение нескольких секунд или закрыть задвижку на питающем трубопроводе.

Регулируют работу тарана изменением хода и веса клапана.