Vandhammer i rørledninger er en øjeblikkelig trykstigning. Forskellen er forbundet med en skarp ændring i vandstrømmens hastighed. Dernæst vil vi lære mere om, hvordan hydrauliske stød opstår i rørledninger.
Main vrangforestilling
Resultatet af væskefyldning af overstempelrummet i motoren med den tilsvarende konfiguration (stempel) anses fejlagtigt for at være hydraulisk stød. Som et resultat når stemplet ikke dødpunktet og begynder at komprimere vandet. Dette fører igen til motorfejl. Især til et brud på stangen eller plejlstangen, brud på tappene i topstykket, brud på pakningerne.
Klassificering
I henhold til trykstødsretningen kan vandslag være:
- Positiv. I dette tilfælde opstår trykstigningen på grund af en skarp start af pumpen eller blokering af røret.
- Negativ. I dette tilfælde taler vi om et trykfald som følge af åbning af spjældet eller slukning af pumpen.
Ifølge tidbølgeudbredelse og perioden for lukning af ventilen (eller andre afspærringsventiler), hvor der dannes en vandhammer i rørene, er den opdelt i:
- Lige (fuld).
- Indirekte (ufuldstændig).
I det første tilfælde bevæger fronten af den dannede bølge sig i modsat retning af vandstrømmens oprindelige retning. Yderligere bevægelse vil afhænge af rørledningens elementer, som er placeret før den lukkede ventil. Det er sandsynligt, at bølgefronten vil passere gentagne gange frem og tilbage. Med en ufuldstændig vandhammer kan flowet ikke kun begynde at bevæge sig i den anden retning, men også delvist passere videre gennem ventilen, hvis den ikke er helt lukket.
Konsekvenser
Den farligste anses for at være en positiv vandhammer i varme- eller vandforsyningssystemet. Hvis trykstigningen er for høj, kan ledningen blive beskadiget. Især opstår der langsgående revner på rørene, hvilket efterfølgende fører til en sp altning, en krænkelse af tætheden i ventilerne. På grund af disse fejl begynder VVS-udstyr at fejle: varmevekslere, pumper. I denne henseende skal hydrauliske stød forhindres eller reduceres. Vandtrykket bliver maksim alt i processen med flowdeceleration, når al kinetisk energi overføres til arbejdet med at strække hovedvæggene og komprimere væskesøjlen.
Forskning
Undersøgte fænomenet eksperimentelt og teoretisk i 1899, Nikolai Zhukovsky. Forskeren har identificeretårsager til hydraulisk stød. Fænomenet skyldes det faktum, at i processen med at lukke ledningen, gennem hvilken væsken strømmer, eller når den hurtigt lukkes (når en blindgyde kanal er forbundet med en kilde til hydraulisk energi), en skarp ændring i tryk og vandhastigheden dannes. Det er ikke hele rørledningen på samme tid. Hvis der i dette tilfælde foretages visse målinger, kan det afsløres, at hastighedsændringen sker i retning og størrelse og tryk - både i retning af fald og stigning i forhold til den oprindelige. Alt dette betyder, at en oscillerende proces finder sted i linjen. Det er karakteriseret ved et periodisk fald og stigning i tryk. Hele denne proces er karakteriseret ved forgængelighed og er forårsaget af elastiske deformationer af selve væsken og rørets vægge. Zhukovsky beviste, at hastigheden, hvormed en bølge forplanter sig, er direkte proportional med vandets kompressibilitet. Mængden af deformation af rørvæggene er også vigtig. Det bestemmes af materialets elasticitetsmodul. Bølgehastigheden afhænger også af rørledningens diameter. En pludselig trykstigning kan ikke forekomme i en ledning fyldt med gas, da den komprimeres ret let.
Process fremskridt
I et autonomt vandforsyningssystem, såsom et landsted, kan en borehulspumpe bruges til at skabe tryk i ledningen. Vandhammer opstår, når væskeforbruget pludselig stopper - når der lukkes for en hane. En strøm af vand bevæger sigmotorvej, ude af stand til at stoppe øjeblikkeligt. Væskesøjlen ved inerti styrter ind i VVS'ens "blindgyde", som blev dannet, da hanen blev lukket. I dette tilfælde sparer relæet ikke fra vandhammer. Den reagerer kun på overspændingen og slukker for pumpen, efter at ventilen er lukket, og trykket overstiger den maksimale værdi. Nedlukning, ligesom at standse vandstrømmen, er ikke øjeblikkelig.
Eksempler
Man kan betragte en rørledning med konstant tryk og væskebevægelse af konstant karakter, hvor en ventil pludselig blev lukket eller en skydeventil pludselig blev lukket. I et vandforsyningssystem nede i borehullet opstår vandslag typisk, når kontraventilen er højere end den statiske vandstand (9 meter eller mere) eller lækker, mens den næste ventil ovenfor holder trykket. I begge tilfælde opstår der en delvis udledning. Næste gang pumpen startes, vil højhastighedsvandet fylde vakuumet. Væsken rammer den lukkede kontraventil og strømmen over den, hvilket forårsager en trykstigning. Resultatet er vandhammer. Det bidrager ikke kun til dannelsen af revner og ødelæggelsen af leddene. Når der opstår en trykstød, er pumpen eller den elektriske motor (og nogle gange begge elementer på én gang) beskadiget. Dette fænomen kan forekomme i hydrauliske drivsystemer med positiv forskydning, når der bruges en spoleventil. Når en af udløbskanalerne er blokeret af en spolevæskeopståede processer beskrevet ovenfor.
Beskyttelse mod vandhammer
Styrken af stigningen vil afhænge af flowhastigheden før og efter blokeringen af motorvejen. Jo mere intens bevægelsen er, desto stærkere bliver virkningen, når den pludselig stoppes. Selve flowets hastighed vil afhænge af ledningens diameter. Jo større tværsnit, jo svagere er væskebevægelsen. Ud fra dette kan det konkluderes, at brugen af store rørledninger reducerer sandsynligheden for vandhammer eller svækker den. En anden måde er at øge varigheden af at lukke for vandforsyningen eller tænde for pumpen. Ventil-type afspærringselementer bruges til gradvist at lukke røret. Specielt til pumper anvendes soft start kits. De gør det ikke kun muligt at undgå vandslag under tænding, men forlænger også pumpens levetid betydeligt.
kompensatorer
Den tredje beskyttelsesmulighed involverer brugen af en spjæld. Det er en membranekspansionsbeholder, som er i stand til at "slukke" de resulterende trykstød. Vandhammerkompensatorer fungerer efter et bestemt princip. Det ligger i det faktum, at stemplet bevæger sig med væske i processen med at øge trykket, og det elastiske element (fjeder eller luft) komprimeres. Som et resultat omdannes chokprocessen til en oscillerende. På grund af energitab henfalder sidstnævnte ret hurtigt uden en væsentlig forøgelse af trykket. Kompensatoren bruges i påfyldningslinjen. Det bliver opkrævettrykluft ved et tryk på 0,8-1,0 MPa. Beregningen foretages tilnærmelsesvis i overensstemmelse med betingelserne for at absorbere energien fra drivsøjlen af vand fra påfyldningstanken eller akkumulatoren til kompensatoren.
