A csővezetékek hidraulikus számítása
A tervezés és a hidraulikus munkakörülmények között a csővezetékek egyszerű, komplex, hidraulikusan hosszú és rövidek.
Egy csövet egyszerűen csak egy vagy több átmérőből álló csőnek nevezünk, amely nem ágak, hanem állandó átáramlás a cső egész hosszában. Az összes többi csővezeték összetett, például elágazó párhuzamos gyűrűs és csővezetékek, amelyek változó folyadékáramlással rendelkeznek.
Hosszú tekinthető az ilyen csöveket, amelyekben végig a nagy nyomásveszteség nyomásveszteség leküzdésében súrlódás. A helyi nyomásveszteségek kicsiek, a veszteségek legfeljebb 5-10% -át teszik ki. Ezért, idejének kiszámítása során a csővezeték vagy a helyi veszteségek elhanyagolt, vagy a közelítő Registry termelnek a veszteségek növekedése miatt további egyenértékű hosszúság, azaz a hossza a csővezeték becsült 5-10% -kal több aktív.
A hosszú csővezetékek közé tartoznak többek között a vízellátó hálózat csővezetékei, az olajvezetékek, a gázvezetékek és a jelentős hosszúságú csővezetékek.
A rövid távú csővezetékeknél a helyi nyomásveszteség a teljes veszteség jelentős részét teszi ki - több mint 10%. Ezért a rövid vezetékek kiszámításánál a súrlódással járó veszteségeket, a számításokat és a helyi nyomásveszteségeket is számításba kell venni. A rövid csővezetékek közé tartoznak a szivattyúk, szifonvezetékek, üzemanyagvezetékek, hidraulikus meghajtó rendszerek olajvezetékei és a szerszámgépek, mechanizmusok és technológiai vonalak hidraulikus rendszerének csővezetékei.
Tekintsük a probléma kiszámításának hidraulikus legegyszerűbb csővezeték álló cső azonos átmérőjű (ris.3.19), ahol a folyadék miatt a különbség a szintek tartályokban, egyenlő H. áramlik a tartály a tartály I II egy adott áramlási sebesség Q.
1. Határozza meg a szükséges H fejlót, amely egy megadott Q áramlást biztosít az ismert l és d csőméretekhez. Ehhez meg kell fogalmaznunk a Bernoulli-egyenletet az 1-1. És a 2-2. Szakaszt illetően. Feltéve, hogy V1 = V2 és p1 = p = p2 = parm. kapunk z1 = z2 + hw,
Vagyis a teljes rendelkezésre álló nyomás teljesen eltér a hidraulikus ellenállás leküzdéséért a csővezetéken. Ez a H fej súrlódási veszteségeket (útveszteséget) és helyi fejveszteséget tartalmaz
2. Határozza meg az Q átfolyási sebességet az ismert átmérőkre, a csőhosszokra és a H fejre. Ebben a problémában a (3.118)
Ezután a kezdeti áramlás az expresszióból származik
3. Határozza meg a csővezeték dtr átmérőjét adott áramlási sebesség, fej és egyéb paraméterek alapján. Ezt a célt úgy érjük el, egymást követő közelítések, melyeket egy tetszőleges értéke d képletű és (3.120) meghatározása áramlási Q. At eltérést észlel fogyasztási érték egy előre meghatározott újabb értéket d és a számítást a megismételjük. A probléma megoldása gráf segítségével felgyorsítható (3.20. Ábra). A számításnál nem kevesebb, mint négy próbálkozás esetén görbe alakul ki. A szükséges csővezeték-átmérő grafikusan jeleníthető meg. Ha a helyi veszteség a cső jelentéktelenek, és figyelmen kívül lehet hagyni, akkor az a hivatkozás táblák értékeit áramlási sebesség jellemzőinek mindhárom célkitűzés lényegesen gyorsabb.
3.15 Hidraulikus hatás a csövekben
A hidraulikus sokk hirtelen nyomásváltozás a csővezetéken, amelyet a folyadék sebességének hirtelen megváltozása okoz. Megkülönböztetni a pozitív és a negatív hidraulikus sokkot. Pozitív hatás akkor következik be, ha a folyadék sebesség hirtelen csökken. Ebben az esetben a csővezeték nyomása növekszik.
A negatív hatást a csővezeték nyomásának csökkenése jellemzi. A fejlesztési folyamat mögött a hidrosztatikus sokk jelensége látható a csővezetéken, amelynek rendszere a 3.21 ábrán látható. A tartályból a folyadék a
Ábra a csővezeték oldalra
reteszek b. A szelep hirtelen záródása következtében a folyadék mozgása élesen meggátolódik, de a teljes folyadékmennyiség leállása azonnal nem történik meg. Az első pillanatban a szelep közvetlen szomszédságában lévő folyadékréteg leáll. A folyadék tömegének fennmaradó része az eredeti mozgási irány fenntartására törekszik, és nyomást gyakorol az elülső, már leállított rétegre stb., Az a nyomástartályig. Ugyanakkor a folyadéknyomás növelésével a csővezeték nyomásnövelődik.
Így az ütközés kezdetén a hullámhosszú nyomásnövekedés zónája a csővezetéken keresztül egy bizonyos c sebességen propagál a folyadék nyomásával ellentétes irányban.
A c sebességet a lökéshullám terjedésének sebességének nevezik. A legtöbb csővezetéknél ez a sebesség nagyon magas, és elérheti az 1000 m / s vagy annál nagyobb értéket. Ezért ez a folyamat nagyon gyorsan megy végbe.
A csőben lévő belső nyomás növekedése viszont a falak terjeszkedéséhez vezet, ezért a lökéshullám elmozdulásával együtt a csővezeték mozgási és deformációs zónái vannak.
Amikor a folyadék maximális nyomása eléri a kaput, a folyadék ugyanolyan sebességgel visszavezetődik a tartályba, mint egy lökéshullám formájában. C. Ez a ciklus többször megismétlődik. Végül, a folyadék összenyomásával és a csővezeték falainak deformálásával járó energia miatt a folyamat megszűnik.
A hidraulikus sokk kifejlesztése során egy időbeli változás diagramját ábrázoltuk.
A diagramból (3.22. Ábra) látható, hogy a csővezeték legnagyobb nyomását nem a hatás kezdetén, hanem valamivel később figyelték meg. Ez azért van így, mert az ütközés jelensége egy rugalmas közegben fordul elő.
A hidraulikus sokk jelenségét felfedezték, és kísérleti jelleggel és elméletileg vizsgálta az NE Sh professzor. Zhukovsky 1898-ban
Megkülönböztetni az egyeneset (a szelep gyors zárásával) és nem hidraulikus sokkot (a szelep lassú zárásával).
Közvetlen hatással a szelep zárási ideje jóval rövidebb, mint a lökéshullám visszatérésének ideje, vagyis a T3 < A nyomásnövekedés mértékének meghatározása # 916; p a közvetlen hidraulikus sokk professzor Zhukovsky először a következő képlet ahol V az elveszített sebesség nagysága. A lökéshullám terjedésének sebességét a Zhukovsky-képlet is meghatározza: ahol E0 a folyadék elasztikus modulusa; E a csőfal anyagának rugalmassági modulusa; d a cső átmérője; # 948; - a csőfalak vastagsága. A (3.122) képlet számlálója a fizikailag ismert Newton-képlet, amely meghatározza a hang sebességét egy korlátlan folyékony közegben. A víz esetében ez a sebesség 1425 m / s Megjegyezzük, hogy a hagyományos acél és öntöttvas vízcsövek esetében a lökéshullám terjedésének sebessége körülbelül 1000-1300 m / s. Ez azt jelenti, hogy a vízsebesség minden elveszett vízmennyisége a (3.121) képlet szerint 10-13 atmoszféra nyomáscsökkenést okoz a csővezetékben. A kis rugalmas modulokkal ellátott rugalmas csővezetékek (pl. Gumicsövek) nagyon alacsony fordulatszámértékeket adnak c. és ezért nagyobb nyomást gyakorolnak rájuk, amikor a záróajtó hirtelen zárva van. Közvetett hatás szelep zárási idő meghaladja a időtartamának egy hidraulikus sokk fázisban, azaz T3> T. Ebben az esetben, nyomásnövekedés lehet számítani a következő képlettel A hidraulikus sokk a csővezeték rendszerek működésében nagyon nemkívánatos jelenség. Egy közvetlen hidraulikus sokk vezethet a csővezeték megsemmisítéséhez. Ezért a csővezeték-rendszerek kiszámítása és tervezése során intézkedéseket kell tenni a vízhatás csökkentésére vagy megszüntetésére. A hidrosztatikus támadás elleni küzdelem fő mércéje a szelep zárási idejének (szelep típusú lezárások) növekedése. A szivattyúk, turbinák, stb. Hirtelen megállításával. a csővezetékeken speciális szerelvényt szerelnek be biztonsági szelepek, csappantyú-szelepek és más eszközök, amelyek csökkentik a hidraulikus sokk hatását.
Kapcsolódó cikkek