Хидравличният чук се нарича воден удар поради инерцията на водния поток под налягане, когато захранването е внезапно прекъснато или клапанът е затворен твърде бързо, което създава ударна вълна на водния поток, точно като удар на чук. Напред и назад силата на водната ударна вълна понякога може да бъде много голяма, като по този начин поврежда клапана и водната помпа.
Когато отвореният клапан внезапно се затвори, водният поток ще създаде натиск върху клапана и стената на тръбата. Благодарение на гладката стена на тръбата последващият воден поток бързо достига максимума под действието на инерцията и предизвиква разрушителен ефект, който в хидродинамиката е „ефектът на водния чук“, тоест положителен воден удар. Този фактор трябва да се има предвид при изграждането на водопровод.
Напротив, след внезапно отваряне на затворения клапан, той също ще произведе воден чук, наречен отрицателен воден чук, който също има известна разрушителна сила, но не е толкова голяма, колкото първия. Когато електрическата водна помпа бъде внезапно изключена или стартирана, това също ще причини удар под налягане и ефект на воден удар. Тази ударна вълна под налягане се разпространява по протежение на тръбопровода, което може лесно да доведе до локално свръхналягане на тръбопровода, което води до разкъсване на тръбопровода и повреда на оборудването. Поради това защитата от ефекта на водния чук се превърна в една от ключовите технологии във водоснабдяването.
Условия на воден удар
1. Внезапно отваряне или затваряне на клапата;
2. Внезапно спиране или стартиране на водната помпа;
3. Водоснабдяване от единична тръба до високо място (топографската денивелация на водоснабдяването надвишава 20 m);
4. Общият напор (или работното налягане) на водната помпа е голям;
5. Прекомерна скорост на потока във водопровода;
6. Водопроводът е твърде дълъг и теренът се променя силно.
Вреда от ефекта на водния чук
Повишаването на налягането, причинено от воден удар, може да достигне няколко пъти или дори десетки пъти нормалното работно налягане на тръбопровода. Опасностите от това голямо колебание на налягането за тръбопроводната система включват главно:
1. Причинете силна вибрация на тръбопровода и разкачете съединението на тръбопровода;
2. Вентилът е повреден и сериозното налягане е твърде високо, което води до експлозия на тръбата и намаляване на налягането във водоснабдителната мрежа;
3. Напротив, твърде ниското налягане ще доведе до срутване на тръбата и повреда на клапана и фиксиращите части;
4. Накарайте помпата да се обърне, повредете оборудването или тръбопровода в помпената стая, сериозно потопете помпената стая, причините жертви и други големи аварии и повлияйте на производството и живота.
Защитни мерки за премахване или намаляване на водния чук
Има много защитни мерки срещу воден удар, но трябва да се вземат различни мерки според възможните причини за воден удар.
1. Намаляването на скоростта на потока на тръбопровода за пренос на вода може да намали налягането на водния чук до известна степен, но това ще увеличи диаметъра на тръбопровода за пренос на вода и ще увеличи инвестициите в проекта. По време на оформлението на водопреносния тръбопровод трябва да се избягва, доколкото е възможно, гърбица или рязка промяна на наклона. Размерът на водния чук за спиране на помпата е свързан главно с геометричната глава на помпената сграда. Колкото по-висок е геометричният напор, толкова по-голяма е стойността на хидроудара при спиране на помпата. Следователно, разумната височина на помпата трябва да бъде избрана според местната действителна ситуация. След аварийно изключване на помпата, помпата трябва да се стартира, след като тръбопроводът зад възвратния клапан се напълни с вода. Когато стартирате помпата, не отваряйте напълно изпускателния клапан на помпата, в противен случай това ще доведе до голямо въздействие на водата. Големите аварии с водни удари на много помпени станции са причинени най-вече в този случай.
2. Задайте устройство за отстраняване на воден чук
(1) Приема се технология за контрол на постоянно налягане:
Тъй като налягането на водоснабдителната тръбопроводна мрежа се променя постоянно с промяната на условията на работа, по време на работа на системата често възниква ниско налягане или свръхналягане, което е лесно да се произведе воден удар, което води до повреда на тръбопроводите и оборудването, автоматичното управление системата е приета за обратна връзка при стартиране, спиране и регулиране на скоростта на водната помпа чрез откриване на налягането в тръбопроводната мрежа, контрол на потока и след това поддържане на определено ниво на налягане. Налягането на захранването с вода на помпата може да се настрои чрез контролиране на микрокомпютър за поддържане на постоянно водоснабдяване под налягане, избягване на прекомерни колебания на налягането и намаляване на вероятността от воден удар.
(2) Инсталирайте елиминатора на воден удар
Оборудването се използва главно за предотвратяване на воден чук от спиране на помпата. Обикновено се монтира близо до изходящия тръбопровод на водната помпа. Налягането на самия тръбопровод се използва като мощност за реализиране на автоматично действие при ниско налягане, т.е. когато налягането в тръбопровода е по-ниско от зададената защитна стойност, дренажният изход автоматично ще се отвори, за да освободи вода и налягане, така че за балансиране на налягането на местния тръбопровод и предотвратяване на въздействието на воден чук върху оборудването и тръбопровода. Като цяло елиминаторът може да бъде разделен на механичен тип и хидравличен тип. След като механичният елиминатор действа, той може да бъде възстановен ръчно, а хидравличният елиминатор може да се нулира автоматично.
(3) Монтирайте бавно затварящ се възвратен клапан на изходната тръба на водната помпа с голям диаметър
Той може ефективно да елиминира водния чук при спиране на помпата, но тъй като има известно количество вода обратно, когато клапанът действа, смукателният кладенец трябва да има преливна тръба. Възвратният клапан с бавно затваряне има два вида: тип с тежък чук и тип за съхранение на енергия. Времето за затваряне на вентила може да се регулира в рамките на определен диапазон според нуждите. Обикновено вентилът е затворен 70% ~ 80% в рамките на 3 ~ 7 s след прекъсване на захранването, а оставащите 20% ~ 30% време на затваряне се регулират според условията на водната помпа и тръбопровода, обикновено в диапазона от 10 ~ 30 с. Струва си да се отбележи, че когато има гърбица в тръбопровода за преодоляване на водния чук, бавно затварящият се възвратен клапан е много ефективен.
(4) Еднопосочна Surge Tower
Той трябва да бъде изграден в близост до помпената станция или на подходящо място на тръбопровода, като височината на еднопосочния резервоар трябва да бъде по-ниска от налягането на тръбопровода там. Когато налягането в тръбопровода е по-ниско от нивото на водата в кулата, компенсационният резервоар допълва вода към тръбопровода, за да предотврати счупването на водния стълб и да избегне преодоляването на водния чук. Въпреки това, неговият ефект на понижаване на налягането при воден удар, различен от воден удар при спиране на помпата, като воден удар при затваряне на клапан, е ограничен. В допълнение, работата на еднопосочния вентил, използван в еднопосочната кула за регулиране на налягането, трябва да бъде абсолютно надеждна. След като вентилът се повреди, това може да доведе до големи аварии
(5) В помпената станция се поставя байпасна тръба (вентил).
По време на нормалната работа на помпената система възвратният клапан е затворен, тъй като налягането на водата от страната на водното налягане на помпата е по-високо от това от страната на всмукване на вода. Когато помпата внезапно спре поради прекъсване на захранването, налягането на изхода на водната помпена станция рязко намалява, докато налягането на смукателната страна рязко се повишава. При това диференциално налягане преходната вода под високо налягане в главната смукателна тръба е преходната вода с ниско налягане, която избутва пластината на възвратния клапан да тече към главната тръба за вода под налягане и увеличава ниското налягане на водата там; От друга страна, повишаването на налягането при воден удар от смукателната страна на водната помпа също се намалява. По този начин се контролира повишаването на водния удар и падането на налягането от двете страни на водната помпена станция, така че ефективно да се намали и предотврати вредата от водния удар
(6) Задайте многостепенен възвратен клапан
В по-дългия тръбопровод за пренос на вода се добавят един или повече възвратни клапани, за да се раздели тръбопроводът за пренос на вода на няколко секции и на всяка секция се поставят възвратни клапани. Когато водата в тръбата за подаване на вода се връща обратно в процеса на воден удар, всеки възвратен клапан се затваря последователно, за да раздели обратния поток на няколко секции. Тъй като хидростатичният напор във всяка секция на тръбата за подаване на вода (или секцията с обратен поток) е доста малък, повишаването на налягането на водния удар е намалено. Тази защитна мярка може да се използва ефективно в случай на голяма геометрична разлика във височината на водоснабдяването; Възможността за отделяне на водния стълб обаче не може да бъде елиминирана. Най-големият му недостатък е, че консумацията на енергия на водната помпа се увеличава и цената на водоснабдяването се увеличава при нормална работа.
(7) Устройствата за автоматично изпускане и попълване на въздуха се поставят във високите точки на тръбопровода, за да се намали въздействието на водния чук върху тръбопровода.
Време на публикуване: 26 октомври 2021 г
