Насосы и насосные станции

Раздел: Техника. Производство

Гидравлическим ударом называется мгновенное повышение давления, вызванное внезапным изменением скорости движения жидкости в трубопроводе.

Изменение скорости движения жидкости может произойти в результате быстрого закрытия задвижки или мгновенной остановки насоса, Сам же центробежный насос обеспечивает равномерную подачу воды в трубопровод и при нормальных условиях работы и правильной его эксплуатации не может быть причиной для возникновения гидравлического удара. Если же нормально работающему насосу прекратить подачу электроэнергии, то насос остановится, а масса воды в трубопроводах продолжает по инерции двигаться со скоростью постепенно уменьшающейся до полной остановки, всасывая за собой воду из всасывающего трубопровода. Затем столб жидкости под действием силы тяжести будет двигаться в напорном трубопроводе к насосу с возрастающей скоростью и, встретив па своем пути обратный кла- пап (если он установлен у насоса), закроет его, в результате чего произойдет гидравлический удар, который вызовет мгновенное повышение давления.

При отсутствии обратного клапана двигающийся поток воды в трубопроводе заставит рабочееколесо насоса работать в обратную сторону (подобно турбине), что может вызвать скручивание пала насоса и вызвать аварию агрегата.

Мгновенное повышение давления в напорпом трубопроводе вызовет сжатие жидкости, сопровождающееся расширением напорного трубопровода и повышением

напряжений в материале труб вплоть до разрушения стыковых соединении и разрыва труб. Практика эксплуатации трубопроводов утверждает, что 75% аварий, возникающих па водоводах, происходит от гидравлических ударов из-за внезапной остановки насосов.

(17)

Н. Е. Жуковским была выведена формула для определения повышения давления при гидравлическом ударе без разрушения сплошпости потока

Н. Е. Жуковским было установлено, что скорость распространения ударной волны зависит от упругих свойств материала труб, отношения толщины стенок трубы к ее диаметру и упругих свойств транспортируемой жидкости.

Возникшее ударное давление распространяется со скоростью о от насосной станции к напорному или водовыпускному резервуару, где давление постоянно. Достигнув резервуара, волна давления, отразившись, направится обратно к насосу.

В отдельных случаях, при внезапной остановке агрегата, может произойти разрыв сплошности потока (за насосом в напорном трубопроводе), Это может случиться при остановке роторов агрегата, когда рабочее колесо перестанет подавать воду, а имеющаяся вода будет двигаться в напорном трубопроводе по инерции и при определенных условиях вызовет разрыв потока. Достигнув резервуара, вода будет двигаться в обратном направлении и с большой скоростью устремится п область разрыва сплошности (пониженного давления), в результате чего произойдет гидравлический удар большой силы

Минимальное давление в местах разрыва сплошности потока может быть равно упругости паров перекачиваемой жидкости.

Для предотвращения возрастания давления в трубопроводе устанавливают пружинные клапаны или гасители гидравлического удара. Эти устройства обеспечивают медленное закрытие сечения трубопровода и смягчение силы гидравлического удара. За рубежом для борьбы с гидравлическим ударом широкое распространение получили специальные конструкции обратных клапанов с замедленной посадкой, достигаемой применением масляных тормозов.