Что такое гидроудар в трубопроводе: Гидроудар в системе водоснабжения: причины, последствия, решение

Гидроудар в системе водоснабжения: причины, последствия, решение

По статистике, в 60 % случаев прорыв водопровода в частных домах происходит из-за гидроудара. Что это такое и как избежать досадных аварий, вы узнаете из этой статьи.

Для начала разберемся, что такое гидроудар. Гидроудар – резкое изменение давления в трубах.

Гидравлический удар принято разделять на два вида.

• Положительный – давления резко повышается. Это происходит при быстром закрытии водопроводного крана или включении насоса.
• Отрицательный – падение давления из-за открытия крана или отключения насоса.

Рассмотрим подробнее гидроудар первого типа, так как он представляет наибольшую опасность для системы водоснабжения.

Представьте, что вы только что открыли водопроводный кран и использовали воду для своих целей (вымыли посуду, умылись и так далее). Когда вода больше не нужна, вы, естественно, закрываете кран.

Что при этом происходит в системе водоснабжения? Вода по инерции какое-то время течет по трубам с прежней скоростью потока, при этом сталкивается с препятствием (кран закрыт). И, «спотыкаясь» о преграду, поток возбуждает обратную волну. А поскольку система водоснабжения герметична, обратная волна сталкивается с водной массой, идущей навстречу. В результате получается удар определенной силы, который ищет выхода в окружающей среде (то есть в трубах).

При небольшой силе толчка удар гасится трубопроводом. При мощном гидроударе или ветхом состоянии системы происходит авария, разрыв водопровода.

Среди прочих причин гидроудара – резкое включение насоса, перебои в электроснабжении, аварийное отключение насоса, срабатывание систем защиты трубопровода. Во всех этих случаях давление в водопроводе резко меняется, что влечет за собой деформацию труб, вплоть до их разрыва. Надо сказать, что даже процессы коррозии и иные чрезвычайные обстоятельства не имеют такого влияния на водопровод, как гидроудары.

Чем грозит гидроудар в системе водоснабжения?

Кроме разрушения водопроводной системы, которая всегда выливается в большие денежные траты, гидроудар грозит затоплением жилища, порчей имущества, бытовых приборов, и, самое страшное, ожоговым травматизмом. Именно поэтому рекомендуем вам внимательно отнестись к проблеме гидроударов в системе водоснабжения и максимально обезопасить себя и своих домочадцев.

Как узнать, есть ли гидроудары в системе?

Диагностировать наличие гидроударов в системе просто. Первые признаки – щелчки, постукивания и прочий шум, который будет слышен при открытии и закрытии крана. Большинство из нас не обращают внимания на эти звуки, а ведь именно они первыми свидетельствуют о чрезмерных нагрузках системы.

Как предотвратить гидроудары?

Существует несколько видов защиты системы водоснабжения от гидроударов. Рассмотрим основные.

1. Плавное закрытие крана. Если потребитель закрывает кран постепенно, давление в системе водоснабжения плавно выравнивается и обратная волна формируется небольшой силы, что снижает мощность гидроударов. Однако всегда плавно закрывать кран не получится. Ведь теперь большинство кранов оснащены шаровой конструкцией, а не вентильной (когда приходилось крутить вентили, чтобы закрыть кран). С шаровой конструкцией одно нечаянное резкое движение – и кран закрыт. Кроме того, дети или ваши гости могут не знать, как правильно закрывать кран.
2. Использование труб большого диаметра. Чем больше диаметр труб, тем ниже скорость потока воды, и, соответственно, гидроудар. Но этот метод защиты требует повышенных денежных вложений (на трубы, их проведение и теплоизоляцию) и не всегда эстетично выглядит.
3. Установка амортизирующего устройства по направлению потока воды. Перед термостатом вместо жесткой трубы устанавливается кусок из эластичного пластика или каучука. При гидроударе этот участок растягивается и частично гасит силу удара.
4. Использование компенсаторного оборудования. Гидроаккумулятор – это бак, куда при гидроударе будет сбрасываться излишняя вода до нормализации давления системы. Реле давления – элемент, который не спасет от гидроудара, но отключит насос, когда вы перекроете кран и давление превысит определенное значение. При этом надо учитывать, что выключение насоса не произойдет мгновенно.

5. Система водоснабжения Ermangizer – защита от гидроудара

   Система водоснабжения Ermangizer. Если гидравлический удар спровоцирован включением насоса, то наилучшим решением будет комплекс Эрманджайзер. Основной элемент системы – частотный преобразователь, который регулирует работу насоса и обеспечивает плавный пуск. При этом исключается резкое повышение давление в системе, вызывающее гидроудар. Кроме того, частотный преобразователь Ermangizer обеспечивает бесперебойный стабильный напор воды в кране, независимо от объема водопотребления, а также увеличивает срок службы насоса. Установка системы Эрманджайзер является наиболее эффективным решением.

Узнайте больше о преимуществах системы Ermangizer по телефону: +7 (343) 378-09-50

Защитите систему водоснабжения в своем доме от гидроудара!

Что такое гидроудар

Водопровод зародился в древние времена и оставался без особых изменений, пока бурное развитие механики не позволило начать строительство сложных водопроводных сооружений. В середине прошлого века, в Москве существовало уже несколько водонапорных башен, насосных станций и разветвленная сеть водопровода.

Но закованная в металл вода проявляла строптивость. Участились аварии, причиной которых был гидравлический удар — другими словами, резкое повышение давления в трубе при быстром закрытии крана.

Известный русский ученый Николай Егорович Жуковский был первым, кто экспериментально изучил это явление и разработал теорию гидравлического удара. Эти опыты он ставил на Алексеевской водонапорной станции в Москве.

Попытаемся разобраться в этом сложном физическом процессе с помощью средств кино. Вы видите модель трубопровода. Затвор закрыт не полностью. Обратите внимание на уровень фонтанчика. Он практически равен уровню воды в резервуаре.

Мгновенно закроем затвор. Возникший гидравлический удар заставляет струю резко подскочить. Исследуем сущность этого процесса на мультипликационной схеме. Установим на трубе пьезометры и условно припишем им свойства безинерционности. Уровень пьезометров равен уровню воды в резервуаре, так как трением в трубе со скоростным напором пренебрегаем.

Попробуем резко закрыть затвор. Жидкость в трубе затормозится, но не мгновенно, поскольку этому помешает упругость стенок трубы и самой жидкости. Напор увеличивается. Так образуется ударная волна которая движется по направлению к резервуару со скоростью А, оставляя за собой повышение напора H и неподвижную воду в трубе.

Сечение, в котором напор меняется от Н0 до Н0 + H называется фронтом ударной волны. По всей трубе устанавливается повышение напора H. Кинетическая энергия жидкости перешла в работу деформации стенок трубы и работу сжатия жидкости. Под действием напора в трубе, жидкость начинает вытекать в резервуар. Напор выравнивается до H0. Диаметр трубы сокращается до исходного.

В трубе образуется волна выравнивания давления, или как его называют — отраженная волна. Работа деформации переходит обратно в кинетическую энергию жидкости. Как только отраженная волна достигнет затвора, в трубе создастся ситуация, при которой весь поток жидкости направлен от затвора к резервуару.

Существует он лишь мгновение.

Столб воды стремится оторваться от затвора, в результате чего давление возле него падает на величину Н. Это явление получило название отрицательный гидравлический удар. Отрицательная ударная волна бежит от затвора к резервуару, оставляя за собой скорость потока, равную нулю. Погашенная кинетическая энергия переходит в отрицательную работу деформации. И как только отрицательные ударная волна достигнет резервуара, давление в трубе вновь начнет выравниваться, а поток воды устремится в сторону заглушки, со скоростью V0.

Труба окажется в том же состоянии, что и в начале гидравлического удара. Первая фаза гидравлического удара завершилась, и все явление повторяется вновь. В реальном трубопроводе гидравлический удар протекает гораздо быстрее, чем на экране. Он совершает множество циклов, в ходе которых ударное давление постепенно падает, вследствие расхода энергии на трение.

В трубе постоянного сечения, значение H легко найти. Прировняв кинетическую энергию жидкости к работе деформации, получим формулу Жуковского.

Большую опасность представляет гидравлический удар в тупиках. Предположим, что давление в тупиковой трубе, отделенной от резервуара затвором, равно атмосферному, если труба не герметична. При резком открытии затвора, труба подвергается гидравлическому удару. Ударная волна H0 устремляется в сторону заглушки. За ней возникает поток жидкости, имеющий скорость V0. Скорость потока связана с напором по уже знакомой формуле Жуковского.

Столб воды ударяется в заглушку, в результате чего к напору H0 прибавляется ударный напор от погашенной скорости. В формуле Жуковского он также равен H0. Следовательно в тупике произошло удвоение гидравлического удара.

Для уменьшения гидравлического удара применяется медленное закрытие крана с помощью винтового механизма. Плавное движение по заданному закону

гигантских затворов гидростанций осуществляется гидравлическим приводом.

Для борьбы с гидравлическим ударом, на трубе устанавливаются воздушные колпаки и пружинные амортизаторы. Фундаментальная работа Жуковского «Гидравлический удар в трубопроводе», лежит в основе расчетов всех крупных гидротехнических сооружений.

См. также:

ЧЕМ ОПАСЕН ГИДРОУДАР И КАК ЗАЩИТИТЬ ТРУБОПРОВОД?

Что такое гидроудар?

Гидроудар — резко возрастающее давление среды в трубопроводе вследствие стремительного изменения скорости движения потока.

Он может быть как 

положительным, так и отрицательным.

Положительный происходит при увеличении давления вследствие резкого перекрытия трубопровода.

Отрицательный — наоборот, при резком понижении давления — например, при открытии заслонки.

Причины возникновения гидравлических ударов

• Резкое закрытие и открытие трубопроводной арматуры — задвижек, кранов, вентилей и т.д.;

• Значительные перепады сечения труб;

• Включение или отключение насосов;

• Всевозможные преграды на пути потока — загрязнения, воздушные пробки и т. д.

Резкие манипуляции с запорной арматурой вызывают стремительное изменение давления там, где расположена эта арматура. Большой нагрузке подвергаются изгибы труб, батареи, фланцевые прокладки и прокладки внутри запорной арматуры. Такое воздействие может привести к нарушению целостности трубопровода и вывести из строя его элементы.

То, насколько серьезными будут последствия гидроудара, зависит в равной степени как от степени сжимаемости жидкости (а у воды они крайне низкая), так и от жесткости материала, из которого изготовлен водопровод — частично ударная волна может поглощаться гибкими стенками труб, благодаря чему действующая сила будет распределена равномерно.

Первыми признаками, сигнализирующими наличие гидроударов, являются щелчки, стуки и прочие шумы в трубах при открывании или закрывании крана. Нельзя преуменьшать значимость подобных явлений — в будущем это может откликнуться в лучшем случае поломками и протечками запорной арматуры, в худшем — растрескиванием труб и нарушением герметичности на стыках.

Как не допустить появления гидроударов?

• Плавно открывать и закрывать запорную арматуру

Резкое открытие и перекрытие потока создают перепад давления. В случае, если поток перекрывается или открывается плавно не возникнет ударной волны и сильной разницы давлений. В случае с шаровыми кранами реализовать это сложнее — их конструкция не предполагает промежуточных состояний, поэтому такие краны очень легко закрыть или открыть небольшим движением.

• Подбирать диаметр труб с запасом

Больший диаметр трубы позволяет потоку двигаться с меньшей скоростью и давлением, что снизит силу ударной волны.

• Применять компенсаторные устройства…

Компенсаторы устанавливаются по направлению потока. Внутри него используется эластичная трубка из пластика или каучука. В случае повышения давления эластичный отрезок растягивается, компенсируя избытки потока.

• ..и не забывать о защитных клапанах

Еще одно устройство для предохранения трубопроводной системы от перегрузок — защитный клапан.

При повышении давления внутренний объем клапана увеличивается, принимая на себя ударную силу.

• В случае использования насосов — применять их автоматику

В производственных насосах имеются регуляторы плавного запуска, которые позволяют избежать резкой перемены давления.

• Дополнять трубопроводные системы байпасом

Байпасс — это дополнительный участок трубопровода. Он служит для регулирования пропускной способности и в качестве обходного канала.

Гидравлический удар (гидроудар). Статьи компании «ЕвроТехСистемс»

Обратимся к статистике: порядка в 60% случаев причиной повреждения и прорыва водопровода является гидравлический удар (гидроудар).

Гидравли́ческий уда́р (гидроудар) — скачок давления в какой-либо системе, заполненной жидкостью, вызванный быстрым изменением скорости потока этой жидкости. Может возникать вследствие резкого закрытия или открытия задвижки.

Гидроудар в трубопроводе

Гидравлический удар (гидроудар) в трубопроводе – это быстрый и сильный скачок давления воды в водонапорных трубах, связанный с резким изменением скорости движения потока воды. В зависимости от направления скачка давления гидроудары разделяют на два типа:

1.     Положительный

– давление в трубопроводе возрастает из-за резкого перекрытия трубы или включения насоса;

2.     Отрицательный – когда давление в трубопроводе падает из-за выключения насоса или открытия заслонки.

Для систем водоснабжения и отопления опасен именно положительный вариант. Слишком большой скачок давления может: повредить водопроводные трубы, вызывая трещины и разрывы, нарушить герметичность запорной арматуры, вывести из строя водопроводное оборудование (насосы, теплообменники). Поэтому очень важно предвидеть, а значит предотвратить гидравлический удар или хотя бы уменьшить его силу.

Причина гидроудара

В автономной системе водоснабжения предусмотренного для загородного дома, в водопроводе зачастую гидроудар создаётся скважинным насосом. То есть гидроудар возникает при резком прекращении потребления воды, когда перекрывается кран. Поток воды, который двигался к трубопроводе, не может мгновенно остановиться и по инерции «ударяется» в образовавшийся при закрытии крана водопроводный «тупик». Реле давление в этом случае не спасает от гидроудара, а только реагирует на него, отключая насос уже после того, как кран перекрыт и давление превысило максимальное значение. Выключение насоса тоже не происходит мгновенно, так же как и остановка потока воды в трубопроводе.

При небольшой силе — удар гасится трубопроводом. При мощном гидроударе или ветхом состоянии системы происходит разрыв водопровода.

Как защитить систему от гидроудара

Сила гидроудара зависит от скорости потока воды в трубе до и после перекрытия трубы: чем выше скорость потока, тем сильнее будет удар при его резкой остановке. В свою очередь сама скорость потока зависит от диаметра трубопровода: чем больше диаметр трубы, тем ниже скорость потока воды в ней при одинаковом расходе воды. Таким образом, использование труб большего диаметра ослабляет гидроудар.

Более логичный способ ослабить силу гидравлического удара – это увеличить время перекрытия трубопровода (или включения насоса). Для плавного перекрытия трубы можно использовать запорные краны вентильного типа. У большинства производителей насосов предусмотрены комплекты плавного пуска, которые не только позволяют избежать гидроударов при включении, но и продлевают срок службы самого насоса.

Наконец, самый привычный способ защиты от гидроудара – это использование мембранного расширительного бака, который будет «гасить» скачки давления.

Узнать более подробно о том, что такое мембранный бак можно здесь

 

Гидроудар. Гидравлический удар — Компания ЦПК — 8-800-250-10-12

23.06.2014

Гидравлический удар (гидроудар, waterhammer) – это крайне опасное явление, выражающееся в резком мгновенном (ударном) повышении или понижении давления в напорном трубопроводе, вызванном крайне быстрым изменением скорости потока жидкости за очень малый промежуток времени. Например, гидроудар возникает при резком перекрытии задвижкой движущегося потока жидкости или при запуске/остановке насоса.

Техническое описание гидроудара и его последствий

С бытовой точки зрения гидроудар понимается просто – жидкость по инерции бьет в задвижку. Но такое понимание не отражает всей опасности гидроудара и не объясняет основные разрушительные эффекты. На самом деле при гидравлическом ударе в жидкости возникает ударная волна, которая затем распространяется по трубопроводу. В зависимости от скорости перекрытия задвижки фронт ударной волны может двигаться как в направлении, обратном первоначальному направлению движения жидкости в трубопроводе (полный гидроудар), так и в прямом направлении, проходя сквозь не до конца закрытую задвижку (неполный гидроудар). Дальнейшее направление движения фронта зависит от элементов трубопровода, вплоть до повторного неоднократного прохождения фронта волны в прямом и обратном направлениях. Гидравлический удар способен вызывать образование продольных трещин в трубах, что может привести к их расколу, или повреждениеиных элементов трубопровода. Также гидроудары чрезвычайно опасны и для другого оборудования, такого как теплообменники, насосы и сосуды, работающие под давлением.

Теория гидроудара

Впервые теория гидроудара была разработана великим русским ученым Николаем Егоровичем Жуковским в 1897—1899 гг. Он предложил формулу расчета увеличения давления (формулу Жуковского) и доказал, что скорость распространения ударной волны находится в прямо пропорциональной зависимости от сжимаемости жидкости, величины деформации стенок трубопровода, определяемой модулем упругости материала, из которого он выполнен, а также от диаметра трубопровода.

Способы защиты от гидроудара

Понимание теории гидроудара позволяет определить основные способы защиты от этого явления. Для предотвращения появления ударной волны используются:

• Уменьшение скорости движения жидкости.
• Увеличение диаметра трубопровода.
• Плавное открытие/закрытие затворов, плавный пуск/остановка насосов.

В случае, если гидроудар произошел, можно уменьшить его разрушительную силу путем гашения и рассеивания энергии ударной волны:

• Установка специальных демпфирующих устройств.
• Применение упругих материалов в трубах и иных элементах трубопровода.

Например, резиновые компенсаторы (виброкомпенсаторы, вибровставки), предназначенные для компенсации различных смещений труб и для гашения вибрации трубопровода, вызываемой работой насосного оборудования, позволяют поглотить и рассевать энергию гидроудара и препятствуют распространению ударной волны.

Гидравлическая система должна быть рассчитана таким образом, чтобы гидроудар не возникал в ходе рабочей эксплуатации. Но даже в правильно рассчитанной системе возможно возникновение аварийных режимов, приводящих к гидравлическому удару, и необходимо обеспечить устойчивость системы и уменьшить причиняемый ущерб. Такие соображения могут влиять на выбор тех или иных компонентов трубопровода. К примеру, при проходе ударной волны на элементы трубопровода действует как повышенного давление, так и пониженное. При этом может возникнуть понижение давление до значений ниже атмосферного, что даже более опасно для определенных элементов, чем повышение. В таком случае становятся существенны преимущества резиновых компенсаторов над компенсаторами сильфонного типа, которые хуже противостоят разрежению.

Причины и последствия гидравлического удара

Представляем вашему вниманию советские и западные научно-популярные видео обзоры о гидроударах, их последствиях и способах защиты от гидроударов.

Также возможно дополнительное повышение устойчивости резинового компенсатора к разрежению. Например, компания Elaflex предлагает укомплектовать вибровставки специальными поддерживающими вставками или спиралями, которые примерно на 50% повышают устойчивость виброкомпенсатора к падению давления ниже атмосферного.

Советский учебный фильм о гидроударе

Причины и последствия гидравлического удара (на английском языке)

В заключение отметим, что гидроудар может быть не только разрушителем. В первой половине XX века широкое применение получили различные виды гидравлических таранов. Гидротараны и турботараны – насосы, использующие энергию текущей воды, могут применять для водоснабжения и ирригации и работают автономно, не нуждаясь в электричестве или ином внешнем источнике энергии. Сейчас, на волне интереса к экологически чистым и возобновляемым источникам энергии, интерес к гидротаранам снова возрождается.

О покупке резиновых компенсаторов для защиты от гидроударов

У нас на сайте Вы можете купить резиновые компенсаторы производства компании Elaflex по самым выгодным ценам и с кратчайшим сроком поставки. Мы предлагаем полный ассортимент вибровставок фланцевых, производимых Elaflex. Получить товар можно на складе в Москве или в Санкт-Петербурге или оформить доставку в любой регион России. Наши менеджеры проконсультируют Вас по всем вопросам, подберут наиболее выгодный и удобный для Вас вариант с оптимальной ценой и минимальным сроком поставки.

Звонок для абонента из любой точки
России бесплатный.8 (800) 250-10-12

Сроки и цены доставки резиновых компенсаторов в регионы России, Казахстана и Белоруссии

Регионы Казахстана

Регионы Белоруссии

О гидроударе в трубопроводе: причины, как его рассчитать

Гидроудар в трубопроводе — явление отнюдь не редкое, а последствия от него бывают весьма плачевные. Особенно если такой неприятности подверглась изношенная трубопроводная система.

Термин «гидроудар», где «гидро» — означает жидкость, а «удар» — так и остается ударом, появился вследствие, внезапно возникающего звука в трубопроводе, напоминающего удар.

Гидроударом называют, не что иное, как кратковременное, но резко возникающее давление в трубопроводе, происходящее в результате внезапной остановки движущейся в нем жидкости.

Причины его появления

Появление гидравлического удара возможно в следующих случаях:

1. Трубопровод заполняют жидкостью: воздух выпускают через открытый кран, но с меньшим сечением, чем труба, жидкость достигает сечения крана, который не может принять в себя весь поток. В результате внезапной преграды давлению образуется гидравлический удар.
2. Подобный эффект можно наблюдать в случае внезапного закрытия запорных устройств на трубопроводе с постоянным давлением за счет чего несжимаемой жидкости внезапно перекрывается путь.

Картинка поясняет причины возникновения гидроудара

Гидроудары в трубопроводе разделяют на отрицательный (когда напор понижается в результате открытия задвижки или выключения насоса) и положительный (напор жидкости возрастает после включения насоса или внезапного перекрытия трубопровода).

Второй вариант гидравлического удара упоминают, как слишком опасный для систем отопления и водоснабжения (подробнее тут). Сильный скачок давления способствует нарушению непроницаемости запорной арматуры, вызывает расколы и трещины, выводит из строя оборудование.

Как рассчитать гидроудар в трубопроводе (качайте все формулы)?

В своих работах теоретик Н. Е. Жуковский детально описал явление гидроудара, где предоставил формулу, позволяющую определить степень повышения давления.

Последствия гидроударов в системах отопления

С приходом отопительного сезона, можно услышать, как в трубах системы отопления периодически что-то стучит и щелкает. Если подобные явления привлекают к себе внимание довольно часто, вероятно, в скором времени придется заняться ремонтом, так как появление гидроударов в системе отопления, может привести к нежелательным последствиям: вплоть до прорыва теплоносителя, выхода из строя расширительного бака или поломки отопительного прибора.

Совет. Точно определить последствия ударной волны возможно лишь после проведения компетентным специалистом анализа всей отопительной системы. Как правило, подобная услуга стоит дорого. Поэтому, еще до начала сезона отопления, необходимо самостоятельно выявить недостатки системы.

В списке возможных проблем, являющихся причиной гидравлического воздействия, первое место обычно занимает совершенно разное сечение труб, используемых в системе отопления.

Читайте очень важный материал: как правильно подобрать сечение труб?

Постоянное сопротивление трубы с меньшим диаметром не позволяет свободно двигаться жидкости по системе. В результате повышается давление на трубы, слышится гудение или щелчки.

В данном случае потребуется капитальный ремонт системы отопления. Иначе через время трубопровод даст о себе знать.

Как избежать возникновения описанных проблем?

Этот вопрос необходимо решать сразу после монтажа или планового ремонта отопительной системы, путем ее грамотной настройки. Только таким способом можно устранить все существующие ошибки, допущенные в процессе проектирования и устройства.

В случае модернизации отопительной системы рекомендуется приобретать комплектующие детали, выполненные из износостойких и прочных материалов. Все подобранные детали должны соответствовать правилам эксплуатации системы.

Избежать нагнетания давления в трубопроводе позволяет дополнение системы специальными компенсаторами (гидроаккумуляторами), которые вбирают в себя излишнюю жидкость, тем самым предотвращают гидроудар.

Также осуществлять контроль давления потока жидкости по системе, можно используя электронасос. Оборудование плавно подает воду в систему, при малейшем изменении давления, регулирует ее подачу.

Еще подробнее об этом явлении и методике расчета смотрите в видео ниже.

Надеемся, что статья не была для вас бесполезной. Будем благодарны, если поделитесь ею в социальных сетях. Кнопки для этого чуточку ниже.

Хорошего вам дня!

Гидроудар в системе водоснабжения

Гидроудар в системе водоснабжения возникает при отсутствии пропускной способности трубы в результате её закупорки воздушным пузырём или твёрдым предметом, снижающим проходимость жидкости на определённом участке. Работающий нагнетательный насос способствует росту давления жидкости до критических показателей. В результате чего происходит разгерметизация трубопровода в результате разрыва трубы или разъединения стыкующих элементов.

Серьёзными последствиями грозят повреждения трубопровода в следствии гидроудара:

• необходимость ремонта дефектного участка;
  
• длительное просушивание помещения;
  
• замену деревянной мебели;
  
• замену облицовочных древесных материалов, гипсокартонных переборок.
  

Гидроудар в циркуляционной системе коммуникаций является сопутствующим явлением при запуске насоса, перекачивающего жидкость. Вибрация, как при ручном, так и автоматическом запуске нагнетающего насоса, передаётся трубам, что так же служит причиной разгерметизации систем жизнеобеспечения дома.

Примерно такие же перегрузки испытывают стенки канализации при начале слива воды из стиральной или посудомоечной машины и автономная система отопления при очередном цикле подачи жидкости к радиаторам. Разница заключается в силе давления на стенки труб при запуске и при постоянном цикле подачи.

Гидроудар – неполадка или неизбежность?

Гидроудар в системе водоснабжения бывает двух видов, в сторону увеличения или понижения давления. Это можно сравнить с артериальным давлением человека. При отрицательном гидравлическом давлении жидкости на стенки труб угрозы не существует, в этот момент наблюдается снижение напора воды.

Много серьёзнее обстоят дела при значительном повышении давления в водопроводе, спровоцированном затором на одном или нескольких участках. Причиной этого могут стать:

• резко открытая заглушка, запорный кран;
  
• скопившийся в процессе простоя системы воздух;
  
• разгерметизация, получившаяся в результате неправильной консервации системы перед перерывом в её эксплуатации.
  

Определить эту неполадку можно на слух, трубы начинают издавать устрашающие звуки. Характеристики и громкость звуков отличаются в зависимости от материала, из которого изготовлены трубы.

Как услышать и предотвратить угрозу

В металлопластиковых и полипропиленовых трубах есть звукоизоляционный слой. Чрезмерное давление внутри системы – борьба воды с воздушной пробкой, по восприятию на слух больше напоминает громкое урчание сытого кота или раздражённого кишечника. Металлические и медные трубы усиливают звук, транслируя его по всей системе. Чем дальше от его источника, тем сильнее и протяжнее скрежетание.

Лучшим способом снятия напряжения с внутренней поверхности стенок трубопровода можно считать открытый кран, если причиной слабой проходимости воды стала воздушная пробка, образовавшаяся при резкой приостановке подачи воды. При выходе жидкость будет насыщена пузырьками воздуха.

Внимание! Чем больше запорных кранов в системе, тем надёжнее защита. Перекрытие прохода жидкости к повреждённому участку, а не по всей протяжённости трубопровода сокращает зону риска для гидроудара.

Уязвимость труб при гидроударе

Не открытый вовремя кран или не отключённый в экстренной ситуации нагнетающий насос – это предпосылка к тому, что вода дырочку найдёт и расширит. У каждого вида труб есть свои слабые места.

• Бесшовные металлические  чаще повреждаются на сгибах, чем круче угол, тем сильнее риск.
  
• Швы на металлопрокатных изделиях не рассчитаны на давление, превышающее то, что указано в маркировке.
  
• В металлопластиковых водопроводах зоны риска находятся в местах стыков с фитингами – тройниками, запорными кранами и угловыми соединениями.
  
• Полипропиленовые более устойчивы за счёт большего диаметра и паяных углов, но зоны риска те же, что и в металлопластиковом водопроводе.
  

Наиболее подвержены повреждениям при гидроударе трубы с внутренним диаметром меньше 10 мм.

Слабое место сварных систем из нержавеющей стали – края соединяемых элементов, на которые воздействовала плазма. Ухудшение технических данных металла – это более весомый аргумент в отказе от использования нержавейки в монтаже автономного водопровода, чем высокая стоимость материала. Радужные разводы, относимые профессионалами к цветам побежалости, не всегда свидетельствуют о перегреве стали. Большую опасность представляют выделяющиеся оксиды. В местах их выделения даже нержавеющая сталь подвергается коррозии.

Возможные причины нарастания гидравлического давления, как его избежать

Эксплуатация автономного водопровода в режиме non-stop практически не производится. Насос запускается автоматически при необходимости подачи очередной порции воды в дом. Если перед этим не было никаких аварийных ситуаций, то перегрузка будет кратковременной. Повреждение может вызвать только естественный износ трубопровода.

Если предыдущее отключение насоса было произведено в аварийном режиме, то это может повлечь образование преграды воде в виде воздушной пробки. Тоже происходит и при резком перекрытии запорной арматуры. Когда мастер предлагает установить барашковый кран вместо шарового, в этом есть свой резон.

Краны старого образца дают реальную возможность плавно перекрыть воду и также постепенно открыть её доступ в систему при последующем включении насоса после проведения профилактических или ремонтных работ. Пожалуй, это лучшая защита труб от повышенного давления на стенки.

При длительном перерыве в работе водопровода, частично находящегося за пределами здания, в трубах может оказаться лёд. Эта преграда вполне материальна и более опасна, чем воздух. Сход снега с полей – не критерий того, что вода, находящаяся под землёй, полностью растаяла.

При сильном понижении температуры воздуха приводит к замерзанию воды внутри труб даже в действующих автономных водопроводах. Защита от гидроудара в системе водоснабжения, при пуске в сильные морозы, заключается в ее максимальном утеплении. В районах с умеренным климатом для защиты бывает достаточно установки утеплённых коробов, препятствующих промерзанию. В районах, где этой меры может оказаться недостаточно, используется электрический кабель для подогрева. Прокладывается он по всей длине подземной части водопровода.

Защита водопровода от перегрузок внутри дома

Основной защитой длинного участка от повреждений внутри дома стали компенсаторы сильфонного типа. Этот элемент конструкции, за счёт предусмотренного изготовителем растяжения, предотвращает деформацию и разрыв труб при гидроударе. Особенность компенсаторов заключается в соединительной функции основных деталей трубопровода и герметизации системы водоснабжения.

Если есть возможность сделать водопровод с меньшим количеством стыков, врезок, то мастера пользуются способом самокомпенсации системы. Он заключается в изгибах трубы, что естественным образом гасит давление нагнетаемой насосом жидкости. Метод защиты от гидроударов в системе водоснабжения, без использования дополнительных деталей, хорошо работает на участках трубопровода малого метража. Там, где нет больших температурных перепадов, деформация от сжатия или растяжения материалов трубам не грозит.

Для участков труб, контактирующих с горячей водой, используются и другие компенсаторы гидравлического давления:

• п-образные;
  
• линзовые;
  
• сальниковые.
  

Подбор компенсаторов и методов гашения гидроудара производится на стадии составления проекта. Но и в процессе эксплуатации всегда есть возможность усовершенствования автономных систем, водоснабжения и отопления. Что чаще всего это бывает в процессе установки дополнительных сантехнических точек.

Главная защита – соблюдение правил эксплуатации

Не обязательно знать, что такое гидроудар в системе водоснабжения, главное уметь его предотвратить:

1. Перед первичным запуском водопровода необходимо стравить воздух.
   
2. После зимнего периода, если скважина подачи воды не использовалась, нужно обезопасить её от разрыва под воздействием льда. Для этого в колонку, к которой подключен насос, заливают горячую воду.
   
3. Чтобы избежать воздушной пробки при подключении оборудования после длительного перерыва, при стабильно плюсовой температуре, повысить уровень до рабочего состояния можно холодной водой.
   
4. Перед запуском насоса требуется проверить, все ли перекрывающие краны (вентили) открыты.
   
5. Если конструкция электродвигателя позволяет регулировать режим подачи, этим следует воспользоваться, повышая давление в системе постепенно.

К поломкам в системе водопровода приводит гидроудар, вибрация, неправильная сборка трубопровода, неверно проведённые расчёты при подборе диаметра к мощности оборудования, обеспечивающего циркуляцию жидкости. Статистика показывает, что 60% повреждений вызваны систематическими или разовыми резкими скачками давления в трубах.

Пузыри на трубе

Характерное потрескивание в водопроводных трубах – это сигнал о неполадке. В системе есть предпосылка к разгерметизации. Возможно, что пластик имела механическое повреждение, невидимое до момента установки. Вибрация, создаваемая насосом, способствует её расширению. Достаточно небольшого увеличения давления в трубопроводе, для того, чтобы проблема стала явной.

Появление на многослойных трубах холодного водоснабжения пузырей напрямую указывает на слабое звено в системе. Участок, на котором проявились последствия подскакивания давления, подлежит срочной замене. Карман, созданный водой, непременно прорвётся. Значительно проще заменить отрезок трубопровода, не дожидаясь потопа при котором придётся экстренно перекрывать задвижки в аварийном режиме, что может послужить причиной следующего гидроудара.

Пузыри на трубах горячего водоснабжения могут вообще не говорить о повреждении, если при монтаже использовались армированные трубы из полимера. Особенности строения армированной трубы заключаются в том, что главную часть и внешний слой разделяет металлическая фольга, зафиксированная двумя слоями игольчатого клея.

При нагревании материалы дают разную степень растяжения. Внешний слой проницаем для воздуха, а при неоднократном остывании его материал подвергается деформации, создавая карманы для образовавшегося между ним и фольгой конденсата. Опасности разрыва, при штатном давлении, в этом случае не существует.

Для чего нужен проект водопровода

Протяжённость водопровода даже в частных домах разная. Каждый метр на прямой траектории добавляет углу наклона трубы определённый градус. В первую очередь это необходимо для того, чтобы вода не застаивалась.

Прямой и тупой угол изгиба с разной степенью эффективности гасит гидроудар, который может стать причиной поломки дорогостоящего оборудования:

• силового агрегата;
  
• водонагревателя;
  
• 2-контурного котла, обеспечивающего не только подачу воды к умывальнику, но и к системе «тёплый пол».
  

Чёткая геометрия хороша для исполнения декоративной отделки. При подключении сантехнических точек прямые линии труб не всегда актуальны. Каждый изгиб и угол наклона неоднократно просчитывается и выверяется проектировщиками.

Стоимость проекта дома с коммуникационными развязками незначительно дороже того, в котором удобства не предусмотрены. Во многих частных домах закладка трубопровода начинается ещё при закладке фундамента. Поэтапная сборка всех узлов в строгом соответствии со строительным планом – это лучшая защита дома от преждевременного разрушения, а водопровода от гидроудара. На расчётах экономить не рекомендуется, равно как и на найме профессиональных сантехников.

Если уж случилась беда, и произошла разгерметизация трубы отопления или теплого пола, то необходимо срочно произвести ремонт поврежденного участка. Обнаружить скрытую протечку в полу, стене или в земле можно с помощью тепловизора. Компания «Sohranim-teplo» занимается поиском утечек в системе отопления и на протяжении более чем десяти лет успешно помогает людям в решении данной проблемы.

 

Как исправить гидравлический удар и сделать ваши трубы бесшумными (Руководство для самостоятельной сборки)

Фото: istockphoto.com

В: Когда вода в стиральной машине достигает уровня заполнения и начинается цикл перемешивания, я всегда слышу серию громких ударов в трубах за стеной. Что вызывает это? Это повредит трубы?

A: Грохот, который вы слышите, называется «гидравлический удар», форма гидравлического удара, который возникает, когда запорный клапан на водопроводе высокого давления внезапно закрывается.Когда ваша стиральная машина наполняется, вода быстро устремляется по трубам в вашем доме до тех пор, пока — когда барабан достигает своей емкости — клапан омывателя резко не закрывается. Когда некуда идти, быстро движущийся водопровод ударяется о стенку трубы с сильным скачком давления, заставляя трубы дергаться и ударяться о каркас стены или другие трубы. В результате вы слышите серию громких ударов и, возможно, даже чувствуете давление, сотрясающее дом.

Некоторые рабочие места лучше оставить профессионалам

Получите бесплатные оценки от ближайших к вам лицензированных сантехников.

+

Гидравлический удар может не только вызвать раздражающий шум, но и повредить соединения и стыки труб, что приведет к утечкам и дорогостоящему ремонту. Или, что еще хуже, шум также может указывать на более серьезную проблему, такую ​​как избыточное давление в линиях водоснабжения или неплотный трубопровод. К счастью, домовладельцы могут недорого устранить гидроудар без помощи профессионала. Просто следуйте инструкциям ниже, чтобы провести собственное расследование этого вопроса.

Найдите и устраните неисправность воздушной камеры сантехники, чтобы уменьшить гидравлический удар.

Эта вертикальная труба, расположенная рядом с водяным клапаном, помогает уменьшить гидравлический удар, действуя как амортизатор. Воздушная камера поглощает удары воды после закрытия клапана, предотвращая громкий удар воды по стенкам труб. Во многих домах в стенах установлены воздушные камеры, но иногда воздушная камера может перестать работать должным образом, если она становится заболоченной.

Чтобы решить эту проблему, домовладельцам необходимо слить воду из своей водопроводной системы: закрыть главный водяной кран, открыть самый высокий кран в доме и слить воду из самого нижнего крана (обычно в подвале или на первом этаже).

Воздушная камера снова заполнится воздухом вместо воды, что, надеюсь, решит проблему гидроудара. Если в вашем доме нет воздушной камеры, подумайте о том, чтобы ее установил профессионал.

Фото: supplyhouse.com

В качестве альтернативы можно установить амортизаторы гидроудара, чтобы исключить удары.

Гидравлические амортизаторы имеют заполненные воздухом цилиндры, которые поглощают толчки от внезапного повышения давления воды при закрытии клапана.

Большинство имеющихся на сегодняшний день ограничителей гидравлического удара просты в установке, и они оснащены винтовыми соединителями, которые крепятся между линией водоснабжения и запорным клапаном (см. Пример на Amazon).

Обязательно установите два: один на линию подачи горячей воды и один на линию подачи холодной воды. Однако, если вы не знакомы с основными водопроводными соединениями, не стесняйтесь вызывать сантехника для установки разрядников.

Отрегулируйте редукционный клапан давления воды.

Иногда чрезмерное давление воды в ваших трубах вызывает гидроудар, и в этом случае опорожнение воздушной камеры от воды или установка гидрозатвора предлагает лишь временную помощь.

Чтобы регулировать давление, домовладельцы должны отрегулировать свой редукционный клапан.Эти клапаны существуют в настоящее время в большинстве домов, часто они расположены на входе в главный водопровод.

В зависимости от производителя некоторые клапаны имеют ручку для регулировки, а для других требуется гаечный ключ или отвертка. Используйте правильную технику, чтобы отрегулировать клапан на настройку ниже 50 фунтов на квадратный дюйм, что является достаточным значением для большинства домов.

В качестве бонуса снижение давления воды в вашем доме экономит энергию, способствует экономии воды и потенциально продлевает срок службы ваших автоматических устройств (включая более дорогие инвестиции, такие как стиральные машины, туалеты и посудомоечные машины).

Уменьшите избыточное давление воды на счетчике.

Если в вашем доме нет редукционного клапана, подумайте о том, чтобы попросить муниципалитет, контролирующий систему водоснабжения в вашем районе, проверить давление воды в вашем доме. Муниципальные водопроводные системы часто поддерживают давление воды в своих линиях около 200 фунтов на квадратный дюйм, но жилые водопроводные линии не предназначены для безопасного выдерживания такого высокого давления. Муниципалитет, как правило, бесплатно проверяет давление воды и при необходимости может снизить его.

Зафиксируйте неплотные водопроводные линии во избежание ударов.

При строительстве дома сантехник использует U-образные хомуты для крепления водопровода к деревянным балкам или шпилькам с помощью шурупов. Если ремни недостаточно тугие или отсутствуют несколько ремней, трубы могут раскачиваться и создавать шум.

Чтобы избежать ударов, затяните ослабленные хомуты с помощью отвертки или установите дополнительные хомуты для дополнительной устойчивости. Большинство хомутов для труб отлито из тонкого металла или пластика, но вы также можете найти хомуты с мягкой подкладкой, которые обеспечивают дополнительное снижение вибрации.

Имейте в виду, что домовладельцы никогда не должны использовать оцинкованные или стальные ленты на медных трубах, так как сочетание материалов вызывает электролиз и утечки в водопроводе.

Пневматические водопроводы с изоляцией труб.

Изоляция труб, доступная в пенопластовых трубках, предназначена для установки вокруг линий водоснабжения, чтобы предотвратить их замерзание. Но они также отлично подходят для смягчения ударов по трубам.

Трубки из пеноматериала имеют предварительно разрезанные от конца до конца, поэтому все, что вам нужно сделать, это провести пальцем по прорези, чтобы открыть трубку, а затем надеть ее на линию подачи воды.

Пенопластовая изоляция для труб, подобная этой, обычно продается шестифутовой длиной по цене от 3 до 8 долларов за трубу, в зависимости от плотности (см. Примеры на сайте The Home Depot).

Некоторые рабочие места лучше оставить профессионалам

Получите бесплатные оценки от ближайших к вам лицензированных сантехников.

+

Причины гидравлического удара в трубопроводах

Скачки давления во время переходных режимов возникают при изменении расхода в любой трубопроводной системе, содержащей пары, газы, жидкости или комбинации этих жидкостей.Когда клапаны открываются в трубопроводах, содержащих сжатые газы или пары перед этими клапанами, в нижнем трубопроводе возникают скачки давления. Эти переходные процессы дополнительно усложняются тем фактом, что скорости звука могут возникать в клапане или в трубопроводе, а плотности и температуры жидкости значительно изменяются во время этих переходных процессов.

Во время всех переходных процессов жидкости через жидкости передаются волны давления. В системах, заполненных жидкостью, эти переходные процессы обычно возникают при работе клапанов и насосов.

Переходные процессы жидкости из-за работы клапана вызывают скачки давления различной величины, которые зависят от скорости потока, размеров трубопровода, материалов трубопровода, типов жидкости и скорости открытия или закрытия клапанов. Пример резких изменений давления, внезапно закрытые клапаны могут вызвать высокое давление в системе. Обратите внимание, что результирующее давление из-за этого увеличения приложенного давления умножается на DLF, чтобы определить влияние давления на максимальные напряжения в трубопроводе. Внезапное открытие клапанов вызывает давление ниже, чем вызванное внезапным закрытием.Внезапное открытие клапана также вызывает повышение давления в системе. Обратите внимание, что компьютерные коды с конечной разностью, называемые методом характеристик (MOC), обычно используются для расчетов переходных режимов жидкости.

Низкая скорость закрытия клапана приводит к более низкому давлению, чем то, которое может быть вызвано внезапным закрытием клапана. Фактически, скачки давления могут быть устранены, если скорость закрытия достаточно низкая, и давление будет медленно повышаться до рабочего давления при запуске насоса.

Работа насосов осложняется их монтажом и производительностью. В длинном трубопроводе насос может действовать как внезапно открывающийся или закрывающийся клапан. Запуск и останов насосов Переходные процессы жидкости происходят при запуске или останове насосов. В системе с замкнутым контуром поток останавливается выбегом, и обратный поток через насос не возникает. В системе, перекачивающей в гору с помощью одного насоса, требуется обратный клапан для предотвращения обратного потока через насос. При закрытии обратного клапана возникнут скачки давления.

При работе под уклон в трубопроводе будет разделение потока. Трубопровод будет полностью осушен, если нижний конец трубопровода открыт для атмосферы. В противном случае будут происходить переходные процессы жидкости из-за схлопывания пара при перезапуске насоса или открытии клапана, когда на входе присутствует жидкость.

Когда один из двух насосов выключается, поток из рабочего насоса будет реверсировать поток через останавливающий насос и переводит обратный клапан в закрытое положение. В результате возникает высокое давление, на которое влияют характеристики закрытия обратного клапана.

Отраженные волны давления возникают на всех тройниках, при изменении диаметра трубы и изменении материала стенки трубы. Максимально отраженные волны давления возникают на закрытых концах трубопровода, где величина волны давления удваивается, поскольку падающая волна отражается обратно в трубопровод.

Как правило, захваченный газ или воздух собирается в высоких точках трубопроводных систем. Эти карманы для неконденсируемого газа снижают давление, вызываемое переходными потоками жидкости, когда клапаны закрыты или системы находятся под давлением.Когда в системах сбрасывается давление, неконденсирующиеся газы расширяются, и уровни в уравнительных резервуарах системы или градирнях, открытых в атмосферу, внезапно повышаются, что может вызвать переполнение.

Коллапс паровой полости и повышение давления происходят во многих различных обстоятельствах. Здесь представлены только некоторые из этих условий. Каждый раз, когда в системе присутствует паровой карман, работа клапана или насоса вызывает повышение давления, и, кроме того, работа клапана и насоса может образовывать паровые карманы, которые создают повышение давления

Во время работы клапана и насоса, когда клапаны внезапно закрываются или насосы остановлены, схлопывание пара может произойти в высоких точках системы, где это схлопывание пара зависит от гидравлической линии уклона системы.Высокое давление может возникнуть рядом с насосом или клапаном, а также в верхних точках системы трубопроводов.

Когда давление в трубе уменьшается до давления пара жидкости, содержащейся в трубе, жидкость испаряется. Во время образования пустот это низкое давление возникает, когда столб жидкости в трубе отделяется из-за движения. Когда колонна присоединяется снова, пар схлопывается. Волны индуцируются по всей системе, заполненной жидкостью. Опять же, рекомендуется компьютерное моделирование, но когда компьютерное моделирование недоступно, системы должны быть спроектированы так, чтобы предотвратить возникновение коллапса пара.Когда изгибы возникают рядом с пусковым насосом, могут возникать большие силы и напряжения, так как насос может работать на грани биения, и результирующие скорости потока, которые вызывают напряжения в трубопроводе, вызовут нестандартные расчетные условия.

Переходные режимы пробкового потока — еще один пример схлопывания паровой полости, возникающий, когда объем воды перемещается по трубе из-за приложенного давления. Пробка вызовет высокое давление при ударе о колена или закрытый конец трубы. Например, когда пробка конденсата движется через систему, она будет воздействовать на каждый изгиб при движении и вызывать изгибающие напряжения в каждом из этих колен.Когда пробка достигает закрытого конца трубопровода, пар в трубопроводе конденсируется и схлопывается с незначительным сопротивлением движущейся пробке конденсата, в результате чего возникает повышенное давление и отраженные волны давления.

Когда предохранительные клапаны или предохранительные клапаны открываются в атмосферу через свой трубопровод c, на трубопровод возникают значительные силы. ASME B31.1 [6] предоставляет упрощенные методы расчета этих сил. Факельные коллекторы Факельные коллекторы соединяют трубопровод системы с предохранительными клапанами.В зависимости от конструкции можно минимизировать силы и напряжения.

Переходные режимы пробкового потока — еще один пример схлопывания паровой полости, возникающий, когда объем воды перемещается по трубе из-за приложенного давления. Пробка вызовет высокое давление при ударе о колена или закрытый конец трубы. Например, когда пробка конденсата движется через систему, она будет воздействовать на каждый изгиб при движении и вызывать изгибающие напряжения в каждом из этих колен. Когда пробка достигает закрытого конца трубопровода, пар в трубопроводе конденсируется и схлопывается с незначительным сопротивлением движущейся пробке конденсата, в результате чего возникает повышенное давление и отраженные волны давления.

4 метода устранения гидроудара

Металлические трубы в водопроводной системе нередко громко стучат, когда кран внезапно отключается, или когда устройство, использующее воду, такое как стиральная или посудомоечная машина, резко перекрывает забор воды. Состояние обычно известно как гидроудар . Технический термин — гидравлический удар, — возникает, когда вода останавливается или внезапно меняет направление. Удар, который вы слышите, вызван ударной волной, которая заставляет водопроводные трубы двигаться и ударяться друг о друга или о деревянные элементы каркаса.Гидравлический удар не только раздражает, но и может быть настолько сильным, что может сломать трубы или ослабить сантехнические соединения.

• Примечание : Хотя вы не слышите его так громко, гидравлический удар также может быть проблемой для пластиковых труб водоснабжения, таких как CPCV и PEX. И потенциальная опасность повреждения труб все еще существует. Если у вас есть открытые участки, на которых видны пластиковые водопроводные трубы, следите за ними на предмет признаков движения и прогиба, когда кто-то резко отключает смесители. Гидравлический удар в пластиковых трубах также требует лечения.

Существует четыре распространенных метода устранения гидроудара.

Крепление незакрепленных труб

Даже небольшая ударная волна может вызвать громкий стук, если водопроводные трубы не закреплены должным образом. Легкий случай гидроудара обычно не приводит к повреждению трубы, и вы можете предотвратить его, затянув любые ослабленные хомуты на крюках, которые крепят трубы к шпилькам или балкам. Сегменты пенопластовой изоляции, обернутые вокруг труб, также могут служить амортизаторами для предотвращения ударов.Проще всего это сделать на незащищенных незавершенных участках, например в подвальном помещении, где трубы видны и доступны. Если вы видите участки, где трубы стягиваются или болтаются, повторно закрепите их. Добавьте дополнительные хомуты для труб или вешалки там, где трубы пересекают стойки или балки. Если водопроводные трубы проходят через просверленные отверстия в элементах каркаса, вы можете упаковать трубы изоляцией или трубой или установить трубные муфты для их амортизации.

При очень выраженном гидравлическом ударе этого метода, вероятно, будет недостаточно, чтобы предотвратить возможное повреждение труб.При сильном гидравлическом ударе вам нужно будет попробовать одно из других решений.

• Примечание : Не смешивайте разнородные металлы при закреплении металлических водопроводных труб металлическими лентами и скобами для труб. Не используйте стальные или оцинкованные стальные ленты на медных трубах, например, потому что химическая реакция, называемая электролиз , может вызвать коррозию металла. Закрепите медную водопроводную трубу медными или пластиковыми хомутами и вешалками.

Установите воздушную камеру

Другой очень простой метод лечения воздушного удара — это установка короткого отрезка вертикальной трубы рядом с клапанами, которые вызывают гидроудар.Этот метод, известный как воздушная камера, создает сегмент пустой, заполненной воздухом трубы, которая обеспечивает амортизацию для воды, которая может отскочить, когда она хочет внезапно изменить направление. Воздушная камера часто изготавливается сантехником на месте, когда он или она устанавливает водопроводную систему, используя обычные трубы и фитинги. Или вы можете купить коммерческие воздушные камеры, которые на самом деле представляют собой короткие отрезки трубы, которые уже закрыты. В любом случае воздушная камера состоит из тройника, который соединяется с основной водопроводной трубой, с коротким отрезком горизонтальной трубы, которая затем ведет к секции закрытой вертикальной трубы длиной примерно 6 дюймов.Поскольку эта тупиковая труба расположена вне основного потока воды, она задерживает воздушный карман.

Во время работы, когда кран или другой водяной клапан закрывается быстро, воздух в камере временно сжимается под давлением воды, поглощая удары, которые в противном случае попали бы в трубы и заставили бы их хлопнуть. Во многих домах воздушные камеры расположены рядом с моечной ванной рядом со стиральной машиной, которая является обычным источником гидроудара. Но разумно установить воздушные камеры в критических точках по всему зданию. Местные строительные нормы и правила могут потребовать их в предписанных местах.

Одна из проблем с воздушными камерами заключается в том, что они могут заполниться водой и перестать правильно работать. Исправить это можно, периодически осушая всю систему водоснабжения, что восстановит воздух в камеры. Для перезарядки воздушных камер:

1. Перекройте главный водяной кран дома.
2. Откройте самый верхний водопроводный кран в здании.
3. Слейте всю воду из всех труб, открыв самый нижний водопроводный кран, обычно расположенный во дворе дома или в подвале здания.По мере того, как вода стекает, воздух будет поступать в систему через самый верхний кран, автоматически добавляя воздух обратно в воздушные камеры.
4. Когда вода перестанет течь из самого нижнего крана, выключите его и откройте главный водяной кран. Держите самый верхний кран открытым, пока вода не поднимется по системе и не выйдет из ее носика. Хотя остальные трубы теперь будут заполнены водой, воздушные камеры останутся наполненными воздухом, восстанавливая их амортизирующую способность.

В очень редких случаях воздушные камеры могут забиваться минералами или другим мусором.Их можно очистить, сняв колпачки и протерев их. Установка воздушных камер большего диаметра, чем основные водопроводные линии, также может помочь предотвратить засорение.

• Примечание : В некоторых областях строительные нормы и правила могут исключать воздушные камеры в пользу механических гидрозатворов или других методов.

Установка механических гидроблоков

Механические амортизаторы гидроудара представляют собой более сложную форму поглощения ударов от гидроудара.Они хорошо работают в ситуациях, когда воздушные камеры нецелесообразны. Гидрозатворы представляют собой герметичные блоки, которые содержат пружину и воздушный пузырь, который поглощает движение воды, чтобы смягчить последствия гидроудара. Они являются предпочтительной альтернативой в коммерческих зданиях и для систем с высоким давлением воды. Механические гидрозатворы не нужно перезаряжать, как воздушные камеры, но их нужно будет заменять в конце их жизненного цикла, когда изнашиваются внутренние пружины и баллоны.

Амортизаторы гидравлического удара могут быть встроены в смесители для раковин или клапаны стиральных машин.Обычно они имеют компрессионные или навинчивающиеся фитинги для облегчения установки.

Гасители механических ударов производятся в соответствии с национально признанным стандартом Институтом сантехники и дренажа, известным как PDI-Wh301, который также включает метод определения размеров этих устройств.

Установите регулятор давления воды

Гидравлический удар также может возникнуть, когда общее давление в основной водопроводной трубе, входящей в здание, слишком велико. Нормальное давление воды составляет от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм), а выше этого высокое давление может быть источником гидроудара.Очень высокое давление выше 100 фунтов на квадратный дюйм также может повредить приборы.

В этом случае установка регулятора давления воды может решить проблему гидроудара. По возможности, лучше установить регулятор давления воды в месте, где основная вода поступает в дом, а не устанавливать несколько воздушных камер, потому что устройство также защищает посудомоечные машины, туалеты и другие приборы и приспособления от высокого давления воды.

Начните с проверки давления воды, чтобы убедиться, что оно выше нормального.После установки регулятора давления воды на входе в основной водопровод отрегулируйте регулятор на давление ниже 50 фунтов на квадратный дюйм.

Предотвращение гидравлического удара из-за повреждения насосов и труб

ЧТО ТАКОЕ МОЛОТОК ДЛЯ ВОДЫ?

Гидравлический удар возникает, когда скорость потока жидкости в трубе быстро изменяется. Он также известен как «помпаж». Это может вызвать очень высокое давление в трубах, очень высокие нагрузки на опоры труб и даже внезапное изменение направления потока. Это может вызвать разрыв труб, повреждение опор и трубных эстакад, а также утечку в стыках.

Гидравлический удар может возникнуть для любой жидкости, в любой трубе, но его сила зависит от конкретных условий жидкости и трубы. Обычно это происходит в жидкостях, но может встречаться и в газах. Это может привести к разрыву труб и обрушению конструкций.

В этой статье будут описаны условия, которые, скорее всего, приведут к проблемам гидравлического удара, а также проблемы, с которыми могут столкнуться проектировщики и операторы насосов и трубопроводов. В нем также описаны некоторые способы решения проблем.

КАК ЭТО ПРОИСХОДИТ И КАКОВЫ ПОСЛЕДСТВИЯ?

Повышенное давление возникает каждый раз, когда жидкость ускоряется или замедляется из-за изменений состояния насоса или изменения положения клапана.Обычно это давление невелико, скорость изменения постепенная, и гидравлический удар практически не обнаруживается. Однако при некоторых обстоятельствах создаваемое давление может составлять многие десятки бар, а силы на опорах могут достигать многих тонн, что превышает их спецификации. В трубных мостах может возникнуть сопутствующий ущерб. Риск для безопасности, активов и окружающей среды очевиден.

Легкий гидравлический удар можно обнаружить по движению трубы, стуку или пульсации потока. Серьезный гидроудар дает те же эффекты, но они могут быть достаточно большими, чтобы нанести серьезный ущерб, и могут произойти только один раз! Системы трубопроводов, характеристики которых могут привести к серьезному удару, должны быть проанализированы компьютерным программным обеспечением, особенно если в них находятся опасные химические вещества. Его наличие также иногда можно выявить по неожиданному открытию предохранительных клапанов.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА ПРОИСХОДИТ ВОДНЫЙ МОЛОТОК?

Гидравлический удар — это ударная волна, проходящая по трубе в результате резкого изменения расхода. Наиболее частая причина — слишком быстрое закрытие клапана или внезапное отключение или запуск насоса. Это вызывает ударную волну, которая начинается у клапана или насоса и проходит по трубе, изменяя скорость жидкости по мере ее прохождения. Это причина высокого давления.Если волна резкая и проходит через изгибы трубы, скачкообразное изменение давления может вызвать дисбаланс сил, перемещающих трубу. Это может привести к смещению трубы с опор или передаче усилия на анкеры. Волна давления может проходить через насосы, повреждая крыльчатку и привод.

КАК ЕЩЕ МОЖЕТ ПРОИСХОДИТЬ МОЛОТОК ВОДЫ?

Гидравлический удар также может быть вызван кавитацией из-за того, что давление падает ниже давления пара, а затем пузырьки схлопываются, когда давление снова увеличивается. Это может произойти после клапана или после насоса. Когда клапан закрывается или насос отключается, давление ниже по потоку может упасть до уровня, при котором жидкость закипает, создавая паровую полость. Это всасывание может вызвать обратный поток жидкости и сжатие полости при приближении к закрытому клапану или остановленному насосу. При столкновении с клапаном или насосом может произойти сильный удар.

Закрытие обратных клапанов также может вызвать гидроудар. Некоторые системы очень склонны к этому, и использование простого поворотного обратного клапана может вызвать сильный гидроудар.Некоторые компании производят обратные клапаны, которые сводят к минимуму гидравлический удар, вызванный их работой.

Образование полостей в высоких точках труб из-за превышения барометрической высоты вертикальных опор также может вызвать гидравлический удар при возобновлении потока.

КАК МЫ МОЖЕМ ВЫЯВИТЬ ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИТУАЦИИ С ВОДНЫМ МОЛОТОМ?

Невозможно дать простые и безошибочные правила определения потенциала гидроудара. Существуют компьютерные программы, позволяющие моделировать трубопроводные системы и выявлять любые потенциальные проблемы гидравлического удара.В опытных руках их также можно использовать для поиска наилучшего решения любых подобных проблем. Простые проверки можно выполнить вручную, а у некоторых поставщиков есть номограммы, которые помогают прогнозировать молоток и проектировать подходящие подъемники. Однако большинству систем требуется хорошее компьютерное программное обеспечение, чтобы делать это точно.

КАКОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРА ДОСТУПНО?

Существует несколько программ, включая Flowmaster, HiTrans, Hammer и Wanda. Автор имеет большой опыт работы с Flowmaster и HiTrans, а также некоторый опыт работы с Hammer.Все это эффективные программы, но для уверенного использования требуются значительная подготовка и опыт. HiTrans недорогой, но подходит только для простых систем, тогда как другие могут моделировать сложные сети, но стоят дорого. Все они дают точные результаты по давлению, создаваемому в системе. Flowmaster и HiTrans не могут рассчитывать силы, но автор разработал электронные таблицы, которые берут свои результаты истории давления и времени и анализируют их на предмет пиков давления и силы и времени действия.Hammer может рассчитывать мгновенные значения силы в трех измерениях при условии ввода подходящей информации о трубе. Результаты программ могут быть введены в программы анализа напряжений, такие как Caesar, для учета других напряжений в трубах. Однако анализ силы сложен, поскольку силы могут иметь продолжительность от нескольких секунд до нескольких миллисекунд.

ЕСЛИ У МЕНЯ ЕСТЬ ПРОБЛЕМА, КАК Я ЕСТЬ РЕШЕНИЕ?

В качестве быстрого решения, если проблема связана с клапаном, сильно замедлите его! Существует эмпирическое правило «время закрытия 1 секунда на каждый дюйм диаметра трубы», но я считаю его плохим и рекомендую 5 секунд на дюйм диаметра или больше.Если это насос, установите многооборотные клапаны (установите редукторы на дроссельные и шаровые краны) и заставьте операторов использовать их медленно.

Однако гораздо лучше смоделировать систему с использованием подходящего программного обеспечения, тогда все потенциальные решения могут быть протестированы в модели, чтобы проектировщик мог выбрать лучшее и наиболее экономичное решение для своей системы трубопроводов. Это должно быть обязательным для длинных труб (например, длиной> 500 м), по которым транспортируются токсичные или легковоспламеняющиеся материалы.

Решения зависят от обстоятельств каждой ситуации.Они могут включать:

1 Устраните причину удара молотка.

Некоторые причины могут быть устранены путем устранения проблемного элемента или контроля над ним. Помимо ранее обсужденных пунктов, это могут быть вибрирующие клапаны сброса давления, закрытие клапанов быстрого аварийного отключения и некоторые ручные закрытия клапанов, например, дроссельные заслонки. Устройства плавного пуска могут помочь с некоторыми проблемами гидравлического удара, вызванными насосами.

2 Уменьшите скорость откачки.

Это можно сделать, используя трубу большего диаметра или меньшую скорость потока.

3 Сделайте трубу более прочной.

Это может быть дорого, но может быть решением, если характеристики трубы превышены лишь незначительно.

4 Замедлить клапаны или использовать клапаны с лучшими характеристиками нагнетания в трубопроводной системе.

5 Используйте расширительные бачки. Они позволяют жидкости выходить или попадать в трубу при гидравлическом ударе и обычно наблюдаются только в водных системах.

6 Используйте ограничители перенапряжения . Они похожи на демпферы пульсаций, обычно устанавливаемые на поршневые насосы прямого вытеснения, только намного большего размера.

7 Используйте маховики насоса. Их можно использовать, когда гидравлический удар является следствием слишком быстрого замедления работы насоса после отключения.

8 Используйте предохранительные клапаны. Они не подходят для токсичных материалов, если не предусмотрена система улавливания.

9 Используйте впускные воздушные клапаны. Они не подходят, если недопустимо попадание воздуха или других возможных внешних материалов.

10 Новым решением было бы введение азота или воздуха в жидкость .Автор не видел, чтобы это использовалось на практике, и его использование потребует осторожности, но теоретически это возможно.

Автор Биография:

Стюарт Орд — инженер-химик из Англии. Он имеет диплом с отличием 1-й степени в области химического машиностроения и является научным сотрудником Института инженеров-химиков. Он работал в крупных химических компаниях, но сейчас работает частным консультантом, специализирующимся на исследованиях опасностей, оценке рисков и анализе гидравлических ударов.Со Стюартом можно связаться по телефону +44 7981 569058, stuart @ CEDCS.com или через его сайт www.CEDCS.com

.

Обсудите больше на нашем отраслевом форуме!

Water Hammer — обзор

1.4.3 УДАРНЫЕ ВОЛНЫ В ЖИДКОСТИ

Жидкости долгое время считались несжимаемыми веществами, пока Кантон (1762) впервые не продемонстрировал их очень низкую сжимаемость. В физике ударных волн жидкости и газы рассматриваются как сжимаемые жидкости. Жидкости, однако, намного труднее сжимать, чем газы, и, как следствие, типичные свойства ударных волн, такие как эффект увеличения крутизны волны и сверхзвуковое распространение, четко наблюдаются только при значительно более высоких ударных давлениях.Кроме того, ударно-сжатые жидкости могут проявлять необычные свойства (высокая вязкость, фазовые превращения) и вызывать сложные побочные эффекты (кавитация). Ударные волны в жидкостях, особенно в воде, практически не рассматривались до начала Первой мировой войны. Однако здесь следует выделить несколько замечательных вкладов, более подробно описанных в «Хронологии».

Гидравлический удар, крутая волна давления, которая ощущается как резкий удар, подобный молотку, вызывается внезапным замедлением или ускорением потока в длинной трубе, например, когда клапан закрывается достаточно быстро.Монгольфье и Арган (1796) успешно применили это явление при создании гидравлического насоса, который они назвали «гидроцилиндром» [ bélier hydraulique ]. Однако, как правило, этот эффект вреден для трубопроводных систем, поскольку импульс давления может распространяться в отдаленные районы и разрушать трубы, клапаны и другие установки. Кареликич и Жуковский (1898–1900) в Москве первыми с научной точки зрения рассмотрели проблему гидроудара или гидравлических ударов в водопроводных сетях. На рубеже 20-го века эта проблема стала важной и в других странах, когда пришлось строить большие водопроводные системы, чтобы удовлетворить растущие потребности в воде быстрорастущих городских сообществ.Гидравлический удар также может быть вызван ударом объекта и проникновением в жидкость, и в этой модификации, вероятно, это был самый ранний наблюдаемый эффект ударной волны в жидкости. Карре (1705) наблюдал любопытный феномен: пуля, выпущенная в деревянный ящик, наполненный водой, взорвалась. Ударная пуля, передавая воде большой импульс, генерирует ударную волну, которая разрывает стены. Начиная с первых воздушных сражений Первой мировой войны, этот эффект был постоянной угрозой для военных самолетов, чьи топливные баки не могут быть полностью защищены от выстрелов. ⁹ В военных приложениях наблюдались и другие эффекты ударных волн в жидкостях. Например, Эббот в Соединенных Штатах (1881 г.) и Блохманн (1898 г.) в Германии изучали явления подводного взрыва подводных мин, которые стали предметом растущего интереса военно-морского флота с момента изобретения торпеды в 1860-х годах. Во время Второй мировой войны Соединенные Штаты и Англия активно продвигали исследования подводных взрывов. Их отчеты UNDEX, опубликованные вскоре после окончания войны, включают множество данных о явлениях подводных взрывов и их аналитическую трактовку, и даже сегодня являются богатым источником информации. ¹⁰

Водные рикошеты, теперь хорошо известное явление перкуссии, было изучено Марси (1639), который бросил камень на поверхность пруда под небольшим углом и объяснил эффект законом отражения. Это явление вызвало новый интерес с появлением гидросамолетов и необходимостью их посадки на высокой скорости или в неспокойном море. Исследования проводились в разных странах, таких как Соединенные Штаты (Фон Карман и Ваттендорф, 1929), Германия (Вагнер, 1932) и бывший Советский Союз.(Седов и Владимиров 1942), показали, что этот эффект перескока представляет собой сложную комбинацию скольжения и периодических подпрыгиваний, которые также генерируют волны конечной амплитуды в воде.

Кавитационные повреждения были впервые обнаружены вскоре после первого использования паровых турбин. Центральное схлопывание кавитационных пузырьков, сопровождающееся выбросом ударных волн, приводит к разрушению материала. В начале эры паровых турбин в 1880-х годах эффекты эрозии, вызванные кавитацией, наблюдались не только на концах лопастей турбинных колес, но и на морских гребных винтах, которые первоначально приводились в действие на очень высоких оборотах, чтобы избежать потерь, связанных с высоким редуктором между турбина и пропеллер.Исследования явлений кавитации были начаты как с инженерной (Торникрофт и Барнаби, 1895; Кук, 1928), так и с научной точки зрения (Лорд Рэлей, 1917; Прандтль, 1925; Жуге, 1927; Аккер, 1938). Кавитация и связанные с ней эффекты ударного давления теперь могут возникать в очень широком пространственно-временном диапазоне, от метров / миллисекунд до нанометров / фемтосекунд. Примером верхнего предела является газовая сфера подводного взрыва, которую можно рассматривать как один огромный пузырь.Примером нижнего предела или микрокавитации является облучение биологической ткани фемтосекундными лазерными импульсами, что приводит к ультракоротким ударным импульсам (эффект фоторазрушения , ). Эта процедура применялась в фемтосекундной лазерной нанохирургии в качестве «наноскальпеля» для вырезания частиц нанометрового размера, таких как хромосомы в живой клетке. ¹¹

Электрогидравлический эффект , впервые обнаруженный в Англии Зингером и Кроссом (1815 г.), а затем вновь открытый в бывшем Советском Союзе, ¹² использует мощный электрический разряд, подаваемый в тонкую проволоку или искровой разрядник, погруженный в воду. для генерации ударных волн.Этот эффект получил известность благодаря латвийскому урологу Голдбергу, ¹³ , который первым успешно применил его для дезинтеграции камней в мочевом пузыре у человека (шоковая литотрипсия). Позже электрогидравлический эффект стал применяться и в технологии производства листового металла.

Что такое гидроудар? — Практическая инженерия

Возможно, вы знаете, что большинство жидкостей несжимаемы (или, по крайней мере, почти не сжимаются), а это означает, что независимо от того, какое давление вы прикладываете, их объем не меняется.Это может быть полезно, как и в случае с гидроцилиндрами, но отсутствие «упругости» также может привести к катастрофическому отказу трубопроводных систем.

Легко забыть, насколько тяжелая вода, поскольку мы почти никогда не носим больше, чем несколько унций за раз. Но если вы добавите воду в трубопроводы вашего города или даже в трубы в вашем доме, это составит немалую массу. И когда вся эта вода движется по трубе, она имеет довольно небольшой импульс. Если вы внезапно остановите это движение — например, быстро закрыв вентиль — всему этому импульсу некуда деваться.Поскольку вода не сжимаемая и не упругая, она не может смягчить удар. С таким же успехом можно врезать бетон в заднюю часть клапана и стенки трубы. Вместо того, чтобы поглощаться, это внезапное изменение количества движения создает всплеск давления, который распространяется по трубе в виде ударной волны. Иногда, когда вы закрываете кран или включаете стиральную машину, вы даже слышите, как эта ударная волна бьет по стенам, отсюда и прозвище супергероя — Гидравлический молот.

Стук труб внутри ваших стен может показаться немного пугающим, но для трубопроводов большого диаметра, длина которых может составлять сотни километров, скачок давления из-за изменения импульса может вызвать серьезные повреждения.Давайте быстро посчитаем: если у вас есть трубопровод, по которому вода идет диаметром 1 метр и проходит на 100 километров (трубопровод довольно среднего размера), масса воды в трубе составляет около 80 миллионов килограммов. Это много килограммов. Фактически, это около 10 товарных поездов. Представьте, что вы оператор в конце этого трубопровода, отвечающий за закрытие клапана. Если вы закроете его за короткий промежуток времени, вы фактически врежете эти поезда в кирпичную стену. И скачок давления, возникающий в результате такого внезапного изменения импульса, может привести к разрыву трубы или серьезному повреждению других частей системы.На самом деле есть еще один термин, когда большой скачок давления разрывает герметичный контейнер: бомба. Не менее опасным может быть и гидравлический удар. Итак, как инженеры проектируют трубопроводные системы, чтобы избежать этого состояния? Давайте построим модельный конвейер и узнаем. [Строительный монтаж].

Вот моя установка. У меня около 30 метров трубы из ПВХ, подключенной к воде с одного конца и клапана с другого. У меня также есть аналоговый и цифровой манометр, чтобы мы могли видеть, как изменяется давление, и чистый участок трубы на случай, если там произойдет что-нибудь интересное.Я имею в виду захватывающее гражданское строительство, а не настоящее захватывающее. Смотри, что происходит, когда я закрываю этот клапан. Снаружи это не так уж и много, но давайте посмотрим на данные манометра. Давление возрастает до более чем 2000 килопаскалей или 300 фунтов на квадратный дюйм. Это примерно в 5 раз больше статического давления воды. Недостаточно сломать трубу, но более чем достаточно, чтобы сломать этот манометр. Вы можете понять, почему проектирование трубопровода или трубопроводной сети может быть немного сложнее, чем кажется. Эти скачки давления могут проходить через систему сложным образом.Но мы можем использовать эту простую демонстрацию, чтобы показать несколько способов, с помощью которых инженеры уменьшают потенциальный ущерб от гидравлического удара.

Это уравнение для профиля давления импульса гидроудара. Мы не собираемся здесь делать никаких расчетов, но члены этого уравнения показывают параметры, которые можно отрегулировать, чтобы уменьшить эти разрушающие силы. И первое очевидно: это скорость, с которой жидкость движется по трубе. Уменьшение этого — один из самых простых способов уменьшить эффект гидроудара.Скорость — это функция расхода и размера трубы. Если вы проектируете трубопровод, скорость потока может быть фиксированной, поэтому вы можете увеличить размер трубы, чтобы уменьшить скорость. Труба меньшего размера может быть менее дорогой, но скорость потока будет выше, что может вызвать проблемы с гидравлическим ударом. В этом случае размер моей трубы фиксированный, но я могу уменьшить расход, чтобы ограничить скорость. Каждый раз, когда я уменьшаю скорость и закрываю клапан, всплеск давления уменьшается.

Затем вы можете увеличить время, в течение которого происходит изменение импульса.Одним из распространенных примеров этого является добавление маховиков к насосам, чтобы они замедляли вращение, а не останавливались внезапно. Другой пример — более медленное закрытие клапанов. Если я осторожно закрываю клапан, а не позволяю ему закрыться со щелчком, изменения давления будут более тонкими. На крупных трубопроводах инженеры проектируют компоненты и разрабатывают требования к эксплуатации оборудования. Это почти всегда будет включать правила того, как быстро можно открывать или закрывать клапаны, чтобы избежать проблем с гидравлическим ударом.

Последний параметр, который мы можем настроить, — это скорость звука в жидкости, также известная как скорость волны. Это описывает, насколько быстро волна давления может распространяться по трубе. Скорость волны является косвенным показателем эластичности системы и может зависеть от сжимаемости жидкости, материала трубы и даже от того, находится ли она в земле. В очень жесткой системе волны давления могут легко отражаться без особого затухания. У меня есть гибкая труба из ПВХ, которая стоит на земле и может свободно двигаться, что уже помогает уменьшить силу гидравлического удара.Я могу еще больше увеличить гибкость, добавив антипомпажное устройство. У него есть воздушный пузырь, который может поглощать некоторые удары и еще больше уменьшать скачки давления. Антипомпажные устройства очень распространены в трубопроводных системах, и они могут быть такими же простыми, как подпружиненный клапан, который открывается, если давление становится слишком высоким. В системах распределения воды для городских районов водонапорные башни помогают контролировать помпаж, позволяя свободной поверхности перемещаться вверх и вниз, поглощая внезапные изменения давления.

Сантехника — одна из малоизвестных инноваций, сделавших возможным современное общество.Когда вы используете силу воды, помещая ее в трубы, об этой силе легко забыть. Вода в ограниченном пространстве может быть твердой, как бетон, и если вы столкнетесь двумя твердыми предметами, в конце концов, что-то сломается. Если вы инженер, ваша задача — убедиться, что это не дорогостоящая инфраструктура, которую вы спроектировали. Частично это означает способность прогнозировать скачки давления из-за гидроудара и проектировать системы, которые могут уменьшить любой возможный ущерб, который может возникнуть. Спасибо за просмотр и дайте мне знать, что вы думаете!

Гидравлический удар — причины и решения

Причины гидравлического удара

Как и любая другая движущаяся жидкость, текущая вода имеет импульс.При резком изменении потока через систему распространяются ударные волны. Это явление называется «гидроудар». Изменения потока могут происходить из-за работы клапанов, пуска и останова насосов или изменения направления, вызванного фитингами труб. Другими причинами могут быть быстрое истощение всего воздуха из системы или рекомбинация воды после отделения водяного столба.

Когда происходят внезапные изменения потока, энергия, связанная с текущей водой, внезапно преобразуется в давление в этом месте.Это избыточное давление известно как импульсное давление и увеличивается при больших изменениях скорости.

Гидравлический удар обычно возникает в системах водоснабжения с высоким давлением (например, в водопроводной сети) либо при быстром закрытии крана, либо из-за быстродействующих электромагнитных клапанов, которые внезапно останавливают движение воды по трубам и создают ударную волну через вода, заставляя трубы вибрировать и «вздрагивать».

Гидравлический удар усугубится из-за изношенных клапанов и недостаточной поддержки трубопроводов.

Существует пять возможных областей, на которые следует обратить внимание, чтобы определить причину гидроудара, и ряд возможных способов лечения — подходящее лечение будет зависеть от фактической причины и способа установки. Если гидроудар начался только после того, как была проделана некоторая работа с водопроводной системой, начните с осмотра этих участков; однако любое изменение в водопроводной системе может вызвать гидроудар в другом месте.

Вероятные источники гидравлического удара

• Неправильно закрепленный трубопровод — большая вероятность возникновения гидроудара после выполнения новых работ; Если гидроудар впервые возникает без выполнения новой работы, сначала проверьте другие возможные способы устранения.
• Шаровые и поплавковые клапаны.
• Клапаны быстрого действия.
• Изношенные запорные клапаны.
• Захваченный воздух.

Незакрепленные трубопроводы

Убедитесь, что трубопроводы закреплены, закреплены и поддерживаются через равные промежутки времени с помощью хомутов подходящего размера.

Шаровые / поплавковые клапаны

Гидравлический удар может возникнуть в результате пульсации внутри открытых резервуаров с водой, где уровень воды регулируется шаровым / поплавковым клапаном — рябь вызвана притоком воды, в результате чего клапан «качается» вверх и вниз, многократно открываясь и закрытие клапана.Это многократное открытие и закрытие клапана создает ударные волны, которые отражаются вдоль трубопроводов, вызывая эффект гидроудара.

Если резервуар для воды пластиковый, металлическая усиливающая пластина, установленная на стороне резервуара, где установлен поплавковый клапан, уменьшит изгиб резервуара.

Помимо вышеперечисленного, рябь в воде обычно вызывает проблемы только в том случае, если шаровой / поплавковый клапан изношен или если клапан имеет форсунку клапана низкого давления, когда вода подается под высоким давлением.Убедитесь, что шайбы и диафрагмы в шаровых / поплавковых клапанах не изношены и что установлена ​​соответствующая форсунка клапана. Последнее не должно быть проблемой, если гидравлический удар начался через некоторое время после установки клапана.

На небольших резервуарах установка клапана цистерны Torbeck — еще одно возможное решение, так как это предотвратит появление ряби на поверхности воды, поэтому клапан будет аккуратно закрываться.

Электромагнитные клапаны

Некоторые электромагнитные клапаны с электроприводом мгновенно останавливают поток воды, поэтому возможно создание ударной волны по трубопроводу, которая вызовет гидроудар.Гибкого шланга, соединяющего клапан с водопроводом, может быть достаточно, чтобы поглотить любые удары в трубопроводе.

Запорный клапан

Запорные клапаны (запорные краны) и краны могут вызвать гидравлический удар, если они имеют неплотную набивку сальника и / или изношенные перемычки шайб. Запорные клапаны обычно открываются, когда ударная волна гидравлического удара проходит по трубопроводу, и ударная волна может «дребезжать» за ручку клапана и ослабить перемычку.

Хотя можно затянуть сальниковую набивку и заменить незакрепленную перемычку, самый простой способ решить проблему — заменить запорный клапан.

Воздух в ловушке

Проблемы, связанные с захватом воздуха, можно свести к минимуму, предотвратив скопление воздуха в системе. Этого можно добиться, используя предохранительные клапаны, расположенные в верхних точках трубопроводной системы. В областях относительно ровной местности их также следует использовать в непосредственной близости от выхода насоса, около середины линии и на конце линии ниже по потоку.

Пустые трубопроводы следует наполнять как можно медленнее, чтобы дать возможность улетучиться воздуху.

Прочие соображения

Размер всех трубопроводов должен быть таким, чтобы скорость потока не превышала 1,5 м / с.

Ограничители перенапряжения (относительно простые устройства, такие как небольшие резервуары высокого давления или буферные резервуары, которые могут поглощать ударные волны) могут быть установлены в стратегических местах на трубопроводе, чтобы минимизировать воздействие гидравлического удара в системе. Ограничители перенапряжения следует устанавливать как можно ближе к источнику проблемы.

.