Полезное использование гидравлического удара

Гидравлический таран – неэнергоемкий механизм для подъема воды.

Гидравлический таран состоит из ударного клапана 1, нагнетательного клапана2, воздушного колпака3. Через питающую трубу4таран соединяется с бассейном5, через нагнетательный трубопровод6– с приемным резервуаром7.

Представим, что в начальный момент времени нагнетательный и ударный клапаны закрыты, избыточное давление в воздушном колпаке , а вода в питающей трубе4неподвижна. Для того, чтобы таран начал автоматически работать необходимо один раз открыть ударный клапан1.

Через клапан 1 происходит истечение воды, скорость которой вследствие инерции воды, находящейся в питающей трубе4, постепенно увеличивается. С увеличением скорости истечения сила, действующая на клапан1снизу вверх, также увеличивается и, как только она превышает вес самого клапана, он резко закрывается. Происходит гидравлический удар. Давление в трубе4перед нагнетательным клапаном2повышается, клапан2открывается и вода под повышенным давлением поступает в воздушный колпак3, сжимая в нем воздух, и через нагнетательный трубопровод6в приемный резервуар7. Волна повышения давления, вызванная гидравлическим ударом при закрытии клапана1, движется по трубопроводу4до резервуара5, вызывая остановку воды в этом трубопроводе. Когда обратная вона понижения давления достигает камеры перед нагнетательным клапаном2, этот клапан закрывается, но автоматически открывается клапан1. Начинается новый цикл (читай абзац сначала).

Таран работает автоматически. Он использует энергию падающей воды для подъема части этой воды на необходимую высоту.

Если через обозначить расход воды, сбрасываемый через ударный клапан1, а через– расход воды, поступающий в приемный резервуар, то коэффициент полезного действия гидравлического тарана. Высота. При этом расход.. Вода подается на высоту до 40 метров.

Надо отметить, что работа гидравлического тарана сопровождается большими непроизводительными потерями воды.

1Жуковский Николай Егорович (1847-1921) русский ученый, основоположник современной гидро- и аэромеханики.

2Закон Гука. Относительное удлинение прямо пропорционально приложенному напряжению. Коэффициент пропорциональности – величина, обратная модулю упругости или модулю Юнга.

3известна также как формула Мариотта