Анализ влияния защитных устройств

Список элементов, предназначенных для защиты от гидравлического удара:

Эксперимент 5-01

Целью эксперимента является выяснение влияние наличия воздушного колпака на процессы в простой гидравлической сети, порожденные быстрым закрытием задвижки.

Описание сети и ее параметров. Схема сети представлена на рисунке ниже.

Схема гидравлической сети для эксперимента 5-01

Рисунок 423. Схема гидравлической сети для эксперимента 5-01


Сеть состоит из трех одинаковых участков трубопровода с параметрами:

Источником воды является резервуар, высота воды в резервуаре 100 м. Этот выбор позволяет на первом этапе исключить явление кавитации.

В сети имеется потребитель с отбором 5 л/сек.

При таком расходе в трубах вода течет со скоростью около 0.64 м/с, а потери составляю около 0.91 м на каждом участке.

В сети имеется колодец, который не влияет на процессы в сети.

Источником возмущения стационарного процесса служит закрытие задвижки.

Время закрытия задвижки равно 1 сек. Степень открытия задвижки меняется со временем по линейному закону, а зависимость коэффициента гидравлического сопротивления от степени открытия берется из справочника.

При изучении влияния изменения диаметров труб интересны обе возможности, как увеличение диаметра, так и уменьшение.

В первом случае, как это видно из рисунка 5, повышение давления уменьшилось. Во втором случае, с уменьшением диаметра увеличивается скорость течения жидкости (в стационарном режиме), и как следствие увеличивается скачок давления при закрытии задвижки. Но это еще не все, величина скачка оказалась больше давления воды в резервуаре, поэтому при вторичном отражении волны от задвижки возникает волна разряжения с давлением ниже атмосферного. Как следствие возникают кавитационные явления. Кроме того, повышение давления во второй и третьей фазах может оказаться (как в рассматриваемом примере) больше, чем в первой фазе. Разумеется, в дальнейшем из-за наличия трения процесс затухнет. Изменение других параметров может привести аналогичным последствиям.

Графики экстремальных значений давления вдоль маршрута и изменений давления во времени для выбранных точек наблюдения

Рисунок 424. Графики экстремальных значений давления вдоль маршрута и изменений давления во времени для выбранных точек наблюдения


Эксперимент 6-01

Целью эксперимента является выяснение влияние наличия разрушаемой мембраны на процессы в простой гидравлической сети.

Описание сети и ее параметров. Схема сети представлена на рисунке ниже.

Схема гидравлической сети для эксперимента 5-01

Рисунок 425. Схема гидравлической сети для эксперимента 5-01


Сеть состоит из трех одинаковых участков трубопровода с параметрами:

Источником воды является резервуар, высота воды в резервуаре 100 м. Этот выбор позволяет на первом этапе исключить явление кавитации.

В сети имеется потребитель с отбором 5 л/сек.

При таком расходе в трубах вода течет со скоростью около 0.64 м/с, а потери составляю около 0.91 м на каждом участке.

В сети имеется колодец, который не влияет на процессы в сети.

Источником возмущения стационарного процесса служит закрытие задвижки.

Время закрытия задвижки равно 1 сек. Степень открытия задвижки меняется со временем по линейному закону, а зависимость коэффициента гидравлического сопротивления от степени открытия берется из справочника

Графики экстремальных значений давления вдоль маршрута и изменений давления во времени для выбранных точек наблюдения

Рисунок 426. Графики экстремальных значений давления вдоль маршрута и изменений давления во времени для выбранных точек наблюдения