Водени чекић се зове водени чекић због инерције протока воде под притиском када се струја изненада прекине или се вентил пребрзо затвори, што производи ударни талас протока воде, баш као удар чекића. Повратна сила воденог ударног таласа понекад може бити веома велика, оштећујући тако вентил и водену пумпу.
Када се отворени вентил изненада затвори, проток воде ће произвести притисак на вентил и зид цеви. Због глатког зида цеви, накнадни ток воде под дејством инерције брзо достиже максимум и производи деструктивни ефекат, а то је „ефекат воденог чекића“ у хидродинамици, односно позитивни водени удар. Овај фактор треба узети у обзир при изградњи водовода.
Напротив, након што се затворени вентил изненада отвори, он ће такође произвести водени чекић, који се зове негативни водени чекић, који такође има одређену деструктивну силу, али није тако велик као претходни. Када се јединица електричне водене пумпе изненада искључи или покрене, то ће такође изазвати утицај притиска и ефекат воденог чекића. Овај ударни талас притиска се шири дуж цевовода, што може лако довести до локалног надпритиска цевовода, што резултира руптуром цевовода и оштећењем опреме. Стога је заштита од воденог удара постала једна од кључних технологија водоснабдевања.
Услови воденог чекића
1. Изненадно отварање или затварање вентила;
2. Изненадно заустављање или покретање јединице водене пумпе;
3. Довод воде од једноцевне цеви до високог места (топографска висинска разлика довода воде прелази 20м);
4. Укупна глава (или радни притисак) пумпе за воду је велика;
5. Прекомерна брзина протока у цевоводу за пренос воде;
6. Водовод је предугачак и терен се јако мења.
Штета ефекта воденог чекића
Пораст притиска изазван воденим ударом може достићи неколико пута или чак десетине пута од нормалног радног притиска цевовода. Опасности од ове велике флуктуације притиска за систем цевовода углавном укључују:
1. Изазвати јаку вибрацију цевовода и одвојити спој цевовода;
2. Вентил је оштећен, а озбиљан притисак је превисок, што доводи до експлозије цеви и смањења притиска у водоводној мрежи;
3. Напротив, пренизак притисак ће довести до колапса цеви и оштетити вентил и делове за причвршћивање;
4. Узроковати преокрет пумпе, оштетити опрему или цевовод у пумпној просторији, озбиљно потопити пумпну собу, изазвати жртве и друге велике несреће и утицати на производњу и живот.
Заштитне мере за уклањање или смањење воденог удара
Постоји много заштитних мера за водени чекић, али треба предузети различите мере према могућим узроцима воденог удара.
1. Смањење брзине протока цевовода за пренос воде може смањити притисак воденог удара до одређене мере, али ће повећати пречник цевовода за пренос воде и повећати инвестицију пројекта. Приликом постављања цевовода за пренос воде треба избегавати избочине или оштру промену нагиба колико год је то могуће. Величина воденог чекића за заустављање пумпе је углавном повезана са геометријском главом пумпе. Што је геометријска глава већа, то је већа вредност воденог удара за заустављање пумпе. Стога, разумна висина пумпе ће бити одабрана у складу са локалном стварном ситуацијом. Након искључивања пумпе у нужди, пумпа се укључује након што се цевовод иза неповратног вентила напуни водом. Када покрећете пумпу, не отварајте до краја излазни вентил пумпе, иначе ће изазвати велики утицај воде. Највеће несреће са воденим ударима на многим пумпним станицама су углавном узроковане у овом случају.
2. Поставите уређај за уклањање водених чекића
(1) Усвојена је технологија контроле константног притиска:
Како се притисак водоводне цевне мреже константно мења са променом услова рада, током рада система се често јавља низак притисак или надпритисак, који се лако производи воденим ударом, што доводи до оштећења цевовода и опреме, аутоматска контрола систем је усвојен за повратно покретање, заустављање и регулацију брзине пумпе за воду кроз детекцију притиска у цевоводној мрежи, контролу протока, а затим одржавање одређеног нивоа притиска. Притисак воде пумпе се може подесити контролом микрорачунар за одржавање водоснабдевања константног притиска, избегавање прекомерне флуктуације притиска и смањење вероватноће воденог удара.
(2) Инсталирајте елиминатор воденог удара
Опрема се углавном користи да спречи водени чекић да заустави пумпу. Обично се поставља близу излазног цевовода пумпе за воду. Притисак самог цевовода се користи као снага за остваривање аутоматског дејства ниског притиска, односно када је притисак у цевоводу мањи од подешене заштитне вредности, одводни отвор ће се аутоматски отворити како би се ослободила вода и притисак, тако да да би се уравнотежио притисак локалног цевовода и спречио утицај воденог удара на опрему и цевовод, Генерално, елиминатор се може поделити на механички тип и хидраулични тип. Након што механички елиминатор делује, може се ручно вратити, а хидраулични елиминатор се може аутоматски ресетовати.
(3) Инсталирајте неповратни вентил са спором затварањем на излазну цев водене пумпе великог пречника
Може ефикасно елиминисати водени чекић гашења пумпе, али пошто постоји одређена количина повратног тока воде када вентил делује, усисни бунар мора имати преливу цев. Неповратни вентил са спором затварањем има два типа: тип тешког чекића и тип складиштења енергије. Време затварања вентила се може подесити унутар одређеног опсега по потреби. Генерално, вентил се затвара 70% ~ 80% у року од 3 ~ 7 с након нестанка струје, а преосталих 20% ~ 30% времена затварања се прилагођава у складу са условима водене пумпе и цевовода, углавном у распону од 10 ~ 30 с. Вреди напоменути да када постоји избочина у цевоводу за премошћавање воденог чекића, неповратни вентил са спором затварањем је веома ефикасан.
(4) Једносмерни пренапонски торањ
Изводи се у близини пумпне станице или на одговарајућем месту цевовода, а висина једносмерног пренапонског резервоара треба да буде нижа од притиска у цевоводу. Када је притисак у цевоводу нижи од нивоа воде у торњу, пренапонски резервоар допуњује воду у цевовод како би спречио пуцање воденог стуба и избегао премошћавање воденог чекића. Међутим, његов ефекат смањења притиска на водени чекић, осим воденог чекића за заустављање пумпе, као што је водени чекић за затварање вентила, је ограничен. Поред тога, перформансе једносмерног вентила који се користи у једносмерном торњу за регулацију притиска треба да буде апсолутно поуздан. Када вентил поквари, то може довести до великих несрећа
(5) У пумпној станици се поставља бајпас цев (вентил).
Током нормалног рада система пумпе, неповратни вентил је затворен јер је притисак воде на страни притиска воде пумпе већи од притиска на страни усисавања воде. Када се пумпа изненада заустави због нестанка струје, притисак на излазу пумпне станице за воду нагло опада, док притисак на усисној страни нагло расте. Под овим диференцијалним притиском, пролазна вода високог притиска у усисној главној цеви је пролазна вода ниског притиска која гура плочу неповратног вентила да тече у главну цев за воду под притиском и тамо повећава ниски притисак воде; С друге стране, повећање притиска воденог чекића на усисној страни водене пумпе је такође смањено. На овај начин се контролише пораст воденог удара и пад притиска са обе стране пумпне станице за воду, како би се ефикасно смањила и спречила штета од воденог чекића
(6) Подесите вишестепени неповратни вентил
У дужем цевоводу за пренос воде, један или више неповратних вентила се додају како би се цевовод за пренос воде поделио на неколико секција, а неповратни вентили су постављени на свакој секцији. Када вода у цеви за довод воде тече назад у процесу воденог удара, сваки неповратни вентил се затвара сукцесивно како би се повратни ток поделио на неколико делова. Пошто је хидростатичка глава у сваком делу цеви за довод воде (или секцији повратног испирања) прилично мала, пораст притиска воденог чекића је смањен. Ова заштитна мера може се ефикасно користити у случају велике геометријске разлике у висини довода воде; Међутим, могућност одвајања воденог стуба не може се елиминисати. Њен највећи недостатак је што се повећава потрошња енергије водене пумпе и повећава се цена снабдевања водом током нормалног рада.
(7) Уређаји за аутоматско испуштање и допуњавање ваздуха постављени су на високим тачкама цевовода да би се смањио утицај воденог удара на цевовод.
Време поста: 26.10.2021
