Vesivasara putkistoissa on hetkellinen paineen nousu. Ero liittyy voimakkaaseen muutokseen veden virtauksen nopeudessa. Seuraavaksi opimme lisää siitä, kuinka hydraulishokki tapahtuu putkistoissa.
Pääharha
Jos vastaavan kokoonpanon (mäntä) moottorin männän yläpuolella oleva neste täyttyy nesteellä, katsotaan virheellisesti hydrauliiskuksi. Tämän seurauksena mäntä ei saavuta kuollutta kohtaa ja alkaa puristaa vettä. Tämä puolestaan johtaa moottorin rikkoutumiseen. Erityisesti tangon tai kiertokangen katkeamiseen, sylinterinkannen pulttien rikkoutumiseen, tiivisteiden repeytymiseen.
Luokittelu
Painepiikkien suunnasta riippuen vesivasara voi olla:
- Positiivista. Tässä tapauksessa paineen nousu johtuu pumpun jyrkästä käynnistyksestä tai putken tukkeutumisesta.
- Negatiivinen. Tässä tapauksessa puhumme pellin avaamisesta tai pumpun sammuttamisesta johtuvasta paineen laskusta.
Ajan mukaanaallon eteneminen ja venttiilin (tai muiden sulkuventtiilien) sulkemisjakso, jonka aikana putkiin muodostui vesivasara, se jaetaan:
- Suora (täysi).
- Epäsuora (epätäydellinen).
Ensimmäisessä tapauksessa muodostuneen aallon etuosa liikkuu vastakkaiseen suuntaan kuin alkuperäinen veden virtaussuunta. Jatkoliike riippuu putkilinjan elementeistä, jotka sijaitsevat ennen suljettua venttiiliä. On todennäköistä, että a altorintama kulkee toistuvasti eteenpäin ja taaksepäin. Epätäydellisellä vesivasaralla virtaus ei voi vain alkaa liikkua toiseen suuntaan, vaan myös kulkea osittain pidemmälle venttiilin läpi, jos se ei ole täysin kiinni.
Seuraukset
Vaarallisimpana pidetään positiivista vesivasaraa lämmitys- tai vesihuoltojärjestelmässä. Jos painepiikki on liian korkea, putki saattaa vaurioitua. Erityisesti putkiin ilmestyy pitkittäisiä halkeamia, mikä johtaa myöhemmin halkeamiseen, venttiilien tiiviyden rikkomiseen. Näiden vikojen takia LVI-laitteet alkavat epäonnistua: lämmönvaihtimet, pumput. Tässä suhteessa hydraulinen isku on estettävä tai vähennettävä. Vedenpaine tulee maksimiksi virtauksen hidastumisessa, kun kaikki liike-energia siirtyy pääkannan seinämien venyttämiseen ja nestepatsaan puristamiseen.
Tutkimus
Kokeellisesti ja teoreettisesti tutkinut ilmiötä vuonna 1899 Nikolai Žukovski. Tutkija on tunnistanuthydraulisen iskun syyt. Ilmiö johtuu siitä, että suljettaessa linjaa, jonka läpi neste virtaa, tai kun se suljetaan nopeasti (kun umpikuja on kytketty hydraulisen energian lähteeseen), tapahtuu jyrkkä paineen muutos ja veden nopeus muodostuu. Se ei ole koko putkilinjan päällä samanaikaisesti. Jos tässä tapauksessa tehdään tiettyjä mittauksia, voidaan paljastaa, että nopeuden muutos tapahtuu suunnassa ja suuruudessa ja paineessa - sekä lasku- että kasvusuunnassa suhteessa alkuperäiseen. Kaikki tämä tarkoittaa, että linjassa tapahtuu värähtelyprosessi. Sille on ominaista säännöllinen paineen lasku ja nousu. Tälle koko prosessille on ominaista ohimenevyys ja se johtuu itse nesteen ja putken seinämien elastisista muodonmuutoksista. Žukovski osoitti, että aallon etenemisnopeus on suoraan verrannollinen veden kokoonpuristuvuuteen. Myös putken seinien muodonmuutosten määrä on tärkeä. Se määräytyy materiaalin kimmomoduulin mukaan. Aallon nopeus riippuu myös putkilinjan halkaisijasta. Kaasulla täytetyssä linjassa ei voi tapahtua äkillistä paineen nousua, koska se puristuu melko helposti.
Prosessin edistyminen
Autonomisessa vesihuoltojärjestelmässä, kuten maalaistalossa, porausreikäpumppua voidaan käyttää luomaan painetta linjaan. Vesivasara syntyy, kun nesteen kulutus yhtäkkiä pysähtyy - kun hana suljetaan. Vesivirta liikkuu mukanamoottoritiellä, ei pysty pysähtymään heti. Nestepatsas törmää hitaudesta putkiston "umpikujaan", joka muodostui, kun hana suljettiin. Tässä tapauksessa rele ei säästä vesivasar alta. Se reagoi vain a altoon ja sammuttaa pumpun, kun venttiili on suljettu ja paine ylittää maksimiarvon. Sammutus, kuten veden virtauksen pysäyttäminen, ei ole välitön.
Esimerkkejä
Voidaan harkita jatkuvan paineen ja jatkuvan nesteen liikkeen omaavaa putkistoa, jossa venttiili suljettiin äkillisesti tai sulkuventtiili yhtäkkiä kiinni. Kaivoveden syöttöjärjestelmässä vesivasara esiintyy tyypillisesti, kun takaiskuventtiili on korkeampi kuin staattinen vedenpinta (9 metriä tai enemmän) tai vuotaa, kun seuraava yllä oleva venttiili ylläpitää painetta. Molemmissa tapauksissa tapahtuu osittainen purkaus. Kun pumppu seuraavan kerran käynnistetään, suurinopeusvesi täyttää tyhjiön. Neste törmää suljettuun takaiskuventtiiliin ja sen yläpuolella olevaan virtaukseen aiheuttaen painepiikin. Tuloksena on vesivasara. Se ei edistä vain halkeamien muodostumista ja liitosten tuhoutumista. Kun painepiikki tapahtuu, pumppu tai sähkömoottori (ja joskus molemmat elementit kerralla) vaurioituu. Tämä ilmiö voi esiintyä syrjäytyshydraulisissa käyttöjärjestelmissä, kun käytetään luistiventtiiliä. Kun yksi poistokanavista on rullan tukossaedellä kuvatut nesteen syntyprosessit.
Suojaus vesivasaraa vastaan
Piikityksen voimakkuus riippuu virtausnopeudesta ennen ja jälkeen tiensulkua. Mitä voimakkaampi liike, sitä voimakkaampi isku äkillisesti pysähtyessä. Itse virtauksen nopeus riippuu linjan halkaisijasta. Mitä suurempi poikkileikkaus, sitä heikompi nesteen liike on. Tästä voidaan päätellä, että suurten putkistojen käyttö vähentää vesivasaran todennäköisyyttä tai heikentää sitä. Toinen tapa on pidentää vedentulon sulkemisen tai pumpun käynnistämisen kestoa. Venttiilityyppisiä sulkuelementtejä käytetään putken asteittaiseen sulkemiseen. Erityisesti pumpuissa käytetään pehmeäkäynnistyssarjoja. Niiden avulla ei vain vältytä vesivasaralla päällekytkennän aikana, vaan ne myös pidentävät merkittävästi pumpun käyttöikää.
Kompensaattorit
Kolmas suojavaihtoehto sisältää vaimennuslaitteen käytön. Se on kalvopaisuntasäiliö, joka pystyy "sammuttamaan" syntyneet painepiikit. Vesivasaran kompensaattorit toimivat tietyn periaatteen mukaisesti. Se johtuu siitä, että paineen nousun aikana mäntä liikkuu nesteen mukana ja elastinen elementti (jousi tai ilma) puristuu. Tämän seurauksena iskuprosessi muuttuu värähteleväksi. Energiahäviön vuoksi jälkimmäinen hajoaa melko nopeasti ilman merkittävää paineen nousua. Kompensaattoria käytetään täyttölinjassa. Siitä veloitetaanpaineilma paineessa 0,8-1,0 MPa. Laskelma tehdään likimääräisesti niiden ehtojen mukaisesti, jotka koskevat käyttövesipatsaan energian absorbointia täyttösäiliöstä tai akusta kompensaattoriin.
