Vodeni čekić se naziva vodeni čekić zbog inercije protoka vode pod pritiskom kada se iznenada prekine napajanje ili se ventil prebrzo zatvori, što proizvodi udarni val protoka vode, baš kao kod udara čekića. Sila udarnog vala vode naprijed-natrag ponekad može biti vrlo velika, čime se oštećuju ventil i pumpa za vodu.
Kada se otvoreni ventil iznenada zatvori, protok vode će proizvesti pritisak na ventil i stijenku cijevi. Zbog glatke stijenke cijevi naknadni protok vode pod djelovanjem inercije brzo dostiže maksimum i proizvodi destruktivni učinak, što je u hidrodinamici „efekt vodenog čekića“, odnosno pozitivni vodeni udar. Ovaj čimbenik treba uzeti u obzir pri izgradnji vodoopskrbnog cjevovoda.
Naprotiv, nakon što se zatvoreni ventil iznenada otvori, proizvest će i vodeni čekić, koji se naziva negativni vodeni čekić, koji također ima određenu razornu silu, ali nije tako velika kao prvi. Kada se jedinica električne pumpe za vodu iznenada isključi ili pokrene, također će uzrokovati pritisak i učinak vodenog udara. Ovaj tlačni udarni val širi se duž cjevovoda, što može lako dovesti do lokalnog nadtlaka u cjevovodu, što može dovesti do puknuća cjevovoda i oštećenja opreme. Stoga je zaštita od vodenog udara postala jedna od ključnih tehnologija vodoopskrbnog inženjerstva.
Uvjeti vodenog udara
1. Naglo otvaranje ili zatvaranje ventila;
2. Naglo zaustavljanje ili pokretanje jedinice pumpe za vodu;
3. Isporuka vode iz jedne cijevi na visoko mjesto (topografska visinska razlika vodoopskrbe prelazi 20 m);
4. Ukupna visina (ili radni tlak) pumpe za vodu je velika;
5. Prevelika brzina protoka u cjevovodu za prijenos vode;
6. Vodovod je predugačak i teren se jako mijenja.
Šteta od učinka vodenog čekića
Porast tlaka uzrokovan vodenim udarom može doseći nekoliko puta ili čak desetke puta veći od normalnog radnog tlaka cjevovoda. Opasnosti ove velike fluktuacije tlaka za cjevovodni sustav uglavnom uključuju:
1. Izazvati jake vibracije cjevovoda i odvojiti spoj cjevovoda;
2. Ventil je oštećen, a ozbiljan tlak je previsok, što rezultira eksplozijom cijevi i smanjenjem tlaka u vodoopskrbnoj mreži;
3. Naprotiv, prenizak tlak će dovesti do kolapsa cijevi i oštećenja ventila i dijelova za pričvršćivanje;
4. Uzrokovati kretanje crpke unatrag, oštetiti opremu ili cjevovod u crpnoj prostoriji, ozbiljno potopiti crpnu prostoriju, uzrokovati žrtve i druge veće nesreće, te utjecati na proizvodnju i život.
Zaštitne mjere za uklanjanje ili smanjenje vodenog udara
Postoje mnoge zaštitne mjere za vodeni udar, ali treba poduzeti različite mjere u skladu s mogućim uzrocima vodenog udara.
1. Smanjenje brzine protoka cjevovoda za prijenos vode može smanjiti pritisak vodenog udara do određene mjere, ali će povećati promjer cjevovoda za prijenos vode i povećati investiciju projekta. Tijekom postavljanja cjevovoda za prijenos vode treba izbjegavati grbu ili oštru promjenu nagiba koliko god je to moguće. Veličina vodenog čekića za zaustavljanje pumpe uglavnom je povezana s geometrijskom visinom pumpne stanice. Što je veći geometrijski pad, to je veća vrijednost hidrauličkog udara za zaustavljanje pumpe. Stoga će se razumna visina crpke odabrati prema lokalnoj stvarnoj situaciji. Nakon isključivanja crpke u nuždi, crpka se pokreće nakon što se cjevovod iza povratnog ventila napuni vodom. Kada palite crpku, nemojte do kraja otvoriti izlazni ventil crpke, inače će doći do velikog udara vode. Veliki hidraulični udari mnogih crpnih stanica uglavnom su uzrokovani ovim slučajem.
2. Postavite uređaj za uklanjanje vodenog udara
(1) Usvojena je tehnologija kontrole stalnog tlaka:
Kako se tlak u vodovodnoj cjevovodnoj mreži stalno mijenja s promjenom uvjeta rada, često se tijekom rada sustava javlja nizak tlak ili nadtlak, koji je lako proizvesti hidraulični udar, što rezultira oštećenjem cjevovoda i opreme, automatsko upravljanje sustav je usvojen za vraćanje povratne informacije o pokretanju, zaustavljanju i regulaciji brzine vodene crpke putem otkrivanja tlaka u cjevovodnoj mreži, kontroli protoka i zatim održavanju određene razine tlaka. Tlak dovoda vode crpke može se postaviti kontroliranjem mikroračunalo za održavanje konstantnog tlaka opskrbe vodom, izbjegavanje prekomjernih fluktuacija tlaka i smanjenje vjerojatnosti hidrauličkog udara.
(2) Instalirajte eliminator vodenog udara
Oprema se uglavnom koristi za sprječavanje zaustavljanja pumpe vodenim čekićem. Obično se postavlja u blizini izlaznog cjevovoda pumpe za vodu. Tlak samog cjevovoda koristi se kao snaga za ostvarivanje niskotlačnog automatskog djelovanja, odnosno kada je tlak u cjevovodu niži od zadane zaštitne vrijednosti, odvodni otvor će se automatski otvoriti za ispuštanje vode i pritiska, tako da kako bi se uravnotežio pritisak lokalnog cjevovoda i spriječio utjecaj vodenog udara na opremu i cjevovod, Općenito, eliminator se može podijeliti na mehanički tip i hidraulički tip. Nakon što mehanički eliminator djeluje, može se vratiti ručno, a hidraulički eliminator se može automatski resetirati.
(3) Ugradite nepovratni ventil koji se sporo zatvara na izlaznu cijev pumpe za vodu velikog promjera
Može učinkovito eliminirati vodeni udar isključivanja pumpe, ali budući da postoji određena količina povratnog toka vode kada ventil djeluje, usisni bunar mora imati preljevnu cijev. Povratni ventil za sporo zatvaranje ima dvije vrste: tip teškog čekića i tip za skladištenje energije. Vrijeme zatvaranja ventila može se prilagoditi unutar određenog raspona prema potrebi. Općenito, ventil je zatvoren 70% ~ 80% unutar 3 ~ 7 s nakon nestanka struje, a preostalih 20% ~ 30% vremena zatvaranja prilagođava se prema uvjetima pumpe za vodu i cjevovoda, općenito u rasponu od 10 ~ 30 s. Vrijedno je napomenuti da kada postoji grba u cjevovodu za premošćivanje vodenog udara, nepovratni ventil koji se sporo zatvara vrlo je učinkovit.
(4) Jednosmjerni udarni toranj
Gradi se u blizini crpne stanice ili na odgovarajućem mjestu cjevovoda, a visina jednosmjerne kompenzacijske posude mora biti manja od tlaka u cjevovodu. Kada je tlak u cjevovodu niži od razine vode u tornju, kompenzacijski spremnik dopunjuje vodu u cjevovod kako bi se spriječilo pucanje vodenog stupca i kako bi se izbjeglo premošćavanje vodenog udara. Međutim, njegov učinak smanjenja tlaka na vodeni čekić, osim vodenog udara za zaustavljanje pumpe, kao što je vodeni čekić zatvaranja ventila, ograničen je. Osim toga, učinak jednosmjernog ventila koji se koristi u jednosmjernom tornju za regulaciju tlaka mora biti apsolutno pouzdan. Jednom kada ventil otkaže, to može dovesti do velikih nesreća
(5) U crpnoj stanici postavlja se premosna cijev (ventil).
Tijekom normalnog rada sustava crpke, nepovratni ventil je zatvoren jer je tlak vode na strani tlaka vode pumpe viši od onog na strani usisavanja vode. Kada se crpka iznenada zaustavi zbog nestanka struje, tlak na izlazu vodocrpne stanice naglo pada, dok tlak na usisnoj strani naglo raste. Pod ovim diferencijalnim tlakom, prolazna voda visokog tlaka u glavnoj usisnoj cijevi je prolazna voda niskog tlaka koja gura ploču povratnog ventila da teče u glavnu cijev vode pod tlakom i tamo povećava niski tlak vode; S druge strane, porast tlaka vodenog udara na usisnoj strani vodene pumpe također se smanjuje. Na taj se način kontrolira porast vodenog udara i pad tlaka na obje strane pumpne stanice za vodu, kako bi se učinkovito smanjila i spriječila šteta od vodenog udara
(6) Postavite višestupanjski kontrolni ventil
Kod duljeg vodovodnog cjevovoda dodaje se jedan ili više nepovratnih ventila koji dijele vodovodni cjevovod na nekoliko dionica, a nepovratni ventili se postavljaju na svaku dionicu. Kada voda u cijevi za dovod vode teče natrag u procesu vodenog udara, svaki povratni ventil se uzastopno zatvara kako bi se povratni tok ispiranja podijelio u nekoliko dijelova. Budući da je hidrostatska visina u svakom dijelu cijevi za dovod vode (ili dijelu povratnog toka) prilično mala, porast tlaka vodenog udara je smanjen. Ova zaštitna mjera može se učinkovito koristiti u slučaju velike geometrijske visinske razlike vodoopskrbe; Međutim, mogućnost odvajanja vodenog stupca ne može se eliminirati. Njegov najveći nedostatak je povećanje potrošnje energije pumpe za vodu i povećanje troškova opskrbe vodom tijekom normalnog rada.
(7) Automatski uređaji za ispuh i dopunu zraka postavljaju se na visokim točkama cjevovoda kako bi se smanjio utjecaj vodenog udara na cjevovod.
Vrijeme objave: 26. listopada 2021
