Природа гидравлического удара в трубопроводах. Из-за чего бывает гидравлический удар в трубопроводах? Явление появляется из-за перепада давления транспортируемой жидкости в трубах. Резкое изменение давления происходит, потому что стремительно меняется скорость течения водяного потока. Гидроудар способствует к исчезновению воды в кране, также способен затопить квартиру.
Природа гидравлического удара может быть различной. Как исключить опасное явление, рассмотрим далее.
Особенности явления гидроудара.
Гидроударом называют образование резкого скачка давления внутри труб, наполненных водой. Удар проявляет себя, когда жидкость сталкивается с препятствием на пути течения. Явление может спровоцировать резкое закрытие арматуры для затвора, либо остановка работы насоса, либо образовавшаяся пробка из воздуха.
Встретившись с препятствием, жидкость все также течет с большой скоростью. Далее на первые слои воды налетают следующие потоки, уплотняя его.
Нарастающие слои увеличивают давление внутри трубы, вода пытается удалить часть составляющей, чтобы осуществить разрядку.
Внимание! Бывает, что видно не сразу произошедший удар в трубах водопровода или отопления. Часто снаружи система работает, как и прежде.
Поздние последствия ударов:
1.разрывы труб из металла, сделанных с помощью сварки.
2.разрыв изделия по резьбе.
3.разрывы трубы из пластика.
4.неисправность подмоток либо уплотнительных прокладок.
5.попадание арматуры для затвора в водопроводную систему.
6.появление сбоя в работе манометров.
7.неполадки в работе счетчиков для воды.
Если причиной удара становится задвижка либо шаровый механизм, то последствия можно сразу не увидеть, а некоторым показаться безвредными.
Внимание! Если обнаружились первые признаки дефекта трубы либо арматуры, надо немедленно устранять проблему. Гидроудары вызывают образование трещин, расколов в трубопроводах, повреждают оборудование.
стуки и небольшие щелчки, «рычащие» шумы в трубах, по которым осуществляется подача воды.
Щелчки можно услышать на участках перехода труб одного размера к патрубкам с меньшим диаметром. Транспортируемая жидкость в месте соединения сталкивается с небольшим препятствием.
Внимание! Постоянные удары внутри системы сокращают срок годности труб.
Данное явление может вызвать такие последствия как:
1.поломка оборудования. При нарушении герметичности трубопроводов страдают приборы для отопления.
2.порча имущества. Удары могут стать причиной потопа в квартире.
3.возможность появления ожогов, если гидроудары прорвут теплоснабжение, и из труб хлынет кипяток.
Справка! Шестьдесят процентов чрезвычайных ситуаций на трубопроводах возникает из-за гидроударов, страдают в первую очередь износившиеся трубы, покрытые снаружи слоем коррозии.
Постоянные гидроудары могут спровоцировать самую опасную аварию – прорыв трубы
Гидроудары наиболее опасны и доставляют большие неприятности в системах теплых полов. По контурам полов двигается горячая жидкость. На объем последствий влияет место, на котором образовалось препятствие. При наличии преграды в начале системы давление увеличится незначительно, если преграда образуется в конце трубопровода, то давление повысится сильнее.
Как правило, гидравлический эффект возникает, если при монтаже системы отопления использованы разнокалиберные изделия. Если посредством переходников контуры не уравнены в диаметре, значит, давление однозначно увеличится.
В качестве противоударной защиты в трубопровод монтируют клапан в виде термостата.
Из-за чего возникает гидроударное явление.
Если трубопровод полностью либо частично утрачивает проходимость, то внутри возрастает давление.
Неправильная прокладка водопроводов приводит к возникновению внутри нее щелчков и стуков, которые свидетельствуют о гидроударах. Возникают звуки при внезапном прекращении течения жидкости в системе, а затем ее возобновлении.
При нахождении жидкости внутри трубы на препятствие, ее скорость снижается, при этом объем постоянно увеличивается. Не имея выхода для разгрузки, поток создает волну в обратном направлении, которая сталкивается с общим потоком, увеличивает давление порою до максимального показателя 20 атмосфер.
Герметичность трубы не дает выйти жидкости наружу, образующаяся сила удара несет большую опасность в виде разрыва трубопровода.
Для систем отопления и водоснабжения следует применять специальные трубы без швов согласно Гост 3262 – 75, или напорные изделия из металлопластика, выполненные по Гост 18599.
Причинами для возникновения гидроударов считают:
1.неполадки функционирования насоса, обеспечивающего циркуляцию.
2.скопление воздуха внутри системы.
3.перебои в электроснабжении.
4.резкое перекрытие арматуры для затвора.
Внезапное увеличение давления в трубе возникает, если во время включения насоса работа крыльчатки начинается с огромных оборотов.
В автономной системе отопления все чаще устанавливают шаровые краны, которые не имеют плавного хода. Быстрое движение крана имеет отрицательное свойство, потому что становится причиной гидроударов.
Использование винтовых кранов считается более безопасным, потому что устройство обеспечивает плавное раскручивание буксы.
Гидроудар возникает, если запускают систему с невыпущенным воздухом. Вода, попадая в трубу, наталкивается на воздушную пробку, которая придает потоку обратную амортизацию.
Устранение проблемы.
Устранить причины возникновения гидроударов может установка защиты систем трубопроводов.
Для этого применяют различные методы.
1.Поэтапное перекрытие трубопроводной системы.
Плавный запуск или отключение системы гарантирует отсутствие гидроудара, это требование указано в Гост.
Так как стенки труб упругие, то ударная энергия воздействует не сразу всей мощностью. Трубы компенсируют часть удара за счет деформации конструкции, поэтому нарастание силы удара происходит постепенно.
Поэтому если суммарная сила удара будет одинаковая, то воздействие его будет постоянно снижаться. Плавное или поэтапное включение гарантирует постепенное нарастание давления, что повлечет незначительные повреждения труб.
Внимание! Лучше устанавливать запорную арматуру с большим промежутком времени для перекрытия или подачи воды.
2.Установка автоматических конструкций.
Автоматическое управление должно иметь настройку на плавное изменение давления в трубопроводе. Для этого устанавливают насосы, имеющие функцию автоматического изменения количества оборотов, или оборудование, работающее с помощью электронного управления, внутри которого стоят частотные преобразователи.
Внимание! Автоматические устройства позволяют осуществлять контроль за потоком жидкости и ее давлением в системе.
Автоматические насосы с регулировкой количества оборотов плавно увеличивают, либо понижают водяное давление. Автоматика направлена на выполнении двух задач: контроль за перепадами давления и его регулировка при необходимости.
Как модернизировать систему
Работы п модернизации предполагают проведению комплекса мероприятий по установке оборудования для нейтрализации высокого давления.
1.Использование амортизаторов либо компенсаторов.
Данные устройства направлены на выполнении основных функций: сбор лишней жидкости и устранение ее из системы, также гашение гидроударов.
Компенсатор в виде гидроаккумулятора монтируют в направлении транспортировки воды на участках, где чаще всего скачет давление. Устройство имеет форму стальной колбы в 30 литров, которая состоит из двух секций, разделенных с помощью резиновой либо каучуковой мембраны.
Когда давление увеличивается, удары «попадают» в резервуар. При поднятии водяного столба резиновая мембрана изгибается по направлению воздушного резервуара, так искусственно увеличивают объем трубы.
Амортизирующими устройствами выступают армированные термостойкие трубы с помощью каучука либо пластика. Чтобы получился желаемый эффект, используют контур в тридцать сантиметров. При большой протяженности трубопровода участок с амортизирующей трубой удлиняют до десяти сантиметров.
2.Монтаж клапана для защиты в виде диафрагмы.
Диафрагменный клапан располагают рядом с насосом на отводной трубе, чтобы обеспечить выпуск воды, если давление увеличится.
Справка! Работу клапана может регулировать котроллер, либо пилотное устройство быстрого реагирования.
При резком повышении давления из-за остановки работы оборудования срабатывает клапан. При нагнетании опасной ситуации клапан открывается, при нормализации давления он плавно закрывается.
3.Установка шунта на терморегулирующий клапан.
Шунт изготавливают в виде узкой трубочки, имеющей просвет до 0.4 миллиметра, ее ставят в направлении движения теплоносителя. Функцией элемента считается постепенное понижение давления при перегрузках.
Шунтирование системы используют во время монтажа автономных трубопроводов, где применяются новые трубы. Потому что на ржавых трубах шунт не будет выполнять свои задачи.
Важно! Если система использует шунт, то вход в отопительную трубу оснащают качественным водяным фильтром.
4.Применение защитного термостата.
Термостат контролирует уровень давления и прекращает ее работу, если он достигнет максимального значения. Конструкция имеет пружинный механизм, который расположен между клапаном и термоголовкой. Механизм в виде пружины начинает работу при повышении давления, не позволяет, чтобы клапан закрылся полностью. При установке надо отслеживать положение устройства так, как показано на корпусе прибора.
Профилактика от образования гидроударов.
Во время эксплуатации систем трубопроводов следует соблюдать требования и правила Гост. Также надо периодически проводить профилактику работы системы. Все элементы конструкции и процессы, происходящие в них взаимосвязаны. Если состояние труб неудовлетворительное, то возникновение гидроудара лишь завершит плачевное положение дела.
Постоянное увеличение давление, вибрация в трубах образуют трещины в металлических изделиях. С возникновением гидроудара неполадки проявляются первым делом на участках соединения, изгибов, швах трубопровода.
Что нужно делать для профилактики
1.Периодически проверяют безопасную работу защитного клапана, манометра, воздухоотводчика.
2.проверяют давление в конструкции, расположенной за мембраной камеры для искусственного расширения трубы. При необходимости корректируют работу.
3.проводят тестовые испытания на отсутствие утечек, выявляют уровень износа системы.
4.проверяют вентиля арматуры для запора на наличие течи.
5.очищают фильтры, которые задерживают ржавчину, песок и т.д.
Профилактические меры содержат несложные работы, которые стоит выполнять, чтобы при необходимости обойтись небольшими ремонтными работами.
Работу по профилактике проводят комплексно, именно такой метод исключит гидроудары и продлит срок эксплуатации трубопровода.
Источник: iseptick.ru
Причины возникновения гидроудара
В большинстве случаев гидроудар происходит в дождливые дни, когда вы, находясь в уютном салоне своего авто, мчитесь по улицам города и, пересекая лужи, любуетесь, как потоки воды разлетаются в разные стороны. Это действительно красивое зрелище, но поднятые в воздух лужи через воздушный фильтр попадают под капот, направляются в камеру сгорания и вызывают гидроудар. Также к гидроудару может привести медленный проезд через глубокую лужу или водоем.
Основная причина гидроудара двигателя
Еще одна причина возникновения гидроудара приходит совершенно с противоположной стороны — не снаружи, а изнутри. В результате заводского брака или других факторов, может выйти из строя турбина, через которую в камеру сгорания двигателя попадает масло. Но эта ситуация случается очень редко, чаще всего причиной возникновения гидроудара является вода.
Читайте также: Шноркель — единственное, что спасет вас от гидроудара при попадании автомобиля в воду.
Если рассмотреть проблему более подробно, то получается следующая ситуация. Вода — несжимаемая жидкость и когда она попадает в камеру сгорания, поршень, на такте сжатия, не может ее сжать и наталкивается на препятствие. В результате, внутри цилиндра образуется высокое давление, которое превышает максимально допустимые значения для элементов двигателя и двигатель выходит их строя.
Существует довольно простой способ определить, поймал ли ваш автомобиль гидроудар. Если вы проехали через глубокую лужу или водоем и двигатель резко заглох, то скорее всего это гидроудар. Чтобы убедиться в этом откройте капот и снимите кожух воздушного фильтра. Если под кожухом вода — это точно гидроудар.
Если же воды нет, то возможно вам повезло и двигатель заглох по другой причине. Например, на бензиновом двигателе вода могла залить не воздухозаборник, а трамблёр, что привело к исчезновению искры на свечах.
Мотор заглох в луже – что делать?
Первое, что следует запомнить всем автолюбителям: никогда не пытайтесь запустить двигатель автомобиля, заглохшего посреди лужи, пока не выясните причину. Ошибки водителя вроде неправильного переключения скоростей к данной категории не относятся, имеется в виду самопроизвольная остановка силового агрегата во время движения.
Единственно верное решение вопроса выглядит следующим образом:
- Придется покинуть машину, испытать неудобства в виде мокрых ног и найти способ вытащить авто на сухое место.
- Откройте крышку капота и внимательно осмотрите мотор на предмет явных повреждений. Дополнительный ориентир – сильные потеки моторного масла.
- Вскройте корпус воздушного фильтра. Попадание воды засвидетельствует насквозь мокрый фильтровальный элемент и влага на дне короба.
- На бензиновом моторе выверните все свечи зажигания. Поднимите одно из ведущих колес, включите пятую передачу и попытайтесь прокрутить коленчатый вал вручную.
- Если коленвал свободно вращается и не издает стуков, повторите операцию с помощью стартера. Оказавшуюся в цилиндрах воду мотор выбросит через свечные отверстия.
- После обнаружения воды отбуксируйте машину к мастерам автосервиса для более детальной диагностики.
Примечание. На дизельных двигателях нет свечей зажигания, поэтому придется выкручивать форсунки либо свечи накала – что проще сделать.
Если в автомобиле не выявлено признаков гидроудара, а коленчатый вал свободно вращается стартером, пробуйте заводить двигатель. При успешном запуске не торопитесь ехать дальше – прислушайтесь к работе силового агрегата. Обнаружив посторонние шумы и стуки, медленно двигайтесь в сторону ближайшего автосервиса.
При выявлении остатков воды, вылетающих из цилиндров при вращении коленвала стартером, запускать мотор нельзя. Лучший вариант – отбуксировать автомобиль на станцию технического обслуживания, где выполнить диагностику двигателя и системы зажигания.
Источник: scart-avto.ru
Что такое гидроудар? Причины гидроудара.
Когда двигатель наполняется топливо-воздушной смесью, то поршень сжимает эту смесь на такте сжатия. Когда в цилиндр поступает вода, то поршень тоже будет сжимать воду, но тут возникает проблема,- вода не сжимается, она занимает всё оставшееся пространство, и если воды в цилиндре оказалось больше, чем объём камеры сгорания в ВМТ, то поршень просто упрётся в воду, ему некуда будет двигаться. А так как двигатель вращается по инерции, шатун всё ещё давит на поршень, хотя тому уже некуда двигаться. В любом случае, шатун страдает больше всего- снизу на него давит коленвал, сверху ему некуда двигаться- в шатуне нарастает напряжение сжатия, ведь коленвал продолжает вращаться по инерции, а если ещё и передача включена- то двигатель будет продолжать вращаться от инерции движения автомобиля.
В этом случае шатуна деваться некуда- сверху поршень упёрся, а снизу коленвал давит- шатун оказывается зажатым между ними, как между молотом и наковальней. И в какой-то момент при определённом усилии шатун изгибается, деформируясь вдоль плоскости вращения. При этом, чем больше воды попало в двигатель и чем больше была скорость вращения, тем выше деформация,- минимум, что случится- поршень немного деформируется и расстояние между верхней и нижней головкой шатуна уменьшится, максимум- шатун сломается. Последствия такого происшествия- от минимального ремонта до дырки в блоке цилиндров.
Причиной гидроудара в любом случае оказывается жидкость, попавшая в камеру сгорания при работе двигателя.
Как определить, что это был гидроудар?
Если шатун пробил блок цилиндров, то это ещё не значит, что был гидроудар. Когда на нижней головке шатуна откручиваются болты и шатун отрывается от коленвала, то мы видам подобную картину. Поэтому, при гидроударе главный симптом- это вода попавшая в цилиндр и приведшая к определённым последствиям.
Симптомы гидроудара
Вода попадает через воздушный фильтр в цилиндр. При ударении поршня о воду шатуну некуда деваться и он деформируется- сгинается и становится короче своей изначальной длины, примерно как если забивать гвоздь и попасть во что-то твёрдое- от удара молотка гвоздь согнётся, а так как шатун ещё и хрупкий, то есть большая вероятность, что он сломается, если не сейчас то тысяч через десять пробега.
Что указывает на гидроудар?
- Вода во впускном коллекторе- явный признак гидроудара. Также воздушный фильтр может быть покорёжен- гофра фильтрующего элемента будет искривлена.
- Более широкая полоска нагара в цилиндре.
- Неравномерный нагар на цилиндре- затёртый с одной стороны.
- Затёртый по диагонали поршень.
- Искривлённый шатун.
- В повреждённой камере сгорания на головке будет больше нагара- будет чернее.
- Затёртые по краям шатунные вкладыши коленвала.
Теперь детальнее по этим пунктам.
1. Вода. Так как причина гидроудара- жидкость в цилиндре, то нам надо найти признаки попадания воды на впуске. Если во впускном коллекторе находится вода- значит точно гидроудар, но если машина простояла несколько дней, а тем более если машина смогла эксплуатироваться после всего случившегося, то во впуске будет сухо. Единственное, что останется посмотреть- это возможные разводы от воды и покорёженный фильтр. Если фильтрующий элемент бумажный, он будет покорёжен, как и обычный лист бумаги когда намокает и высыхает. Но если фильтр сделан из синтетических материалов- то он свою форму не теряет. Это единственный способ определить гидроудар без вскрытия мотора.
2. Так как при ударе шатун немного укорачивается, то ВМТ поршня становится чуть ниже. А так как часть цилиндра по которой не ходит поршень, покрывается нагаром, то в повреждённом цилиндре эта полоса будет немного шире, ровно на ту величину, на которую усадился шатун.
3. Так как шатун гнётся неравномерно, а под каким-то углом к оси шатунного пальца, то поршень также будет ходить в цилиндре немного косо. И значит с одной стороны будет затирать образовавшийся нагар вверху цилиндра, нагар будет неравномерным.
4. Так как поршень перекошен и касается стенки цилиндра неравномерно, то на поверхности поршня будут затёртости в тех местах, которыми он касается цилиндра. Эти затёртости будут не равномерно по всему поршню, а будут проходить как бы по диагонали.
5. Если вода попала не только в цилиндр, в котором поломался шатун, но и в соседний, то другой шатун скорее всего будет искривлён, надо особенно хорошо смотреть в его верхней части.
6. Если посмотреть на снятую головку, то нагар на камере сгорания с повреждённым цилиндром будет больше. Объясняется это просто- ход поршня уменьшается, так как шатун становится короче, и соответственно в цилиндр может втянуть меньшее количество топливо, чем в нормальном состоянии. В то же время, топлива поступает то же количество, что и раньше, ведь топливо дозируется, считывая показания с расходомера воздуха, который рассчитывает общее количество воздух для всех цилиндров сразу, и он просто не заметит, что какой-то цилиндр получает меньше воздуха. А так как смесь переобогащённая, то и нагара появляется больше, чем на других цилиндрах.
7. Так как шатун согнут, то и нагрузка на коленвал будет передаваться в другой плоскости- шатун будет давить не всей своей поверхностью, а только с какого-то бока, соответственно вкладыш будет изношен по краю.
Если выявлен хоть один из этих симптомов- ваш мотор погубил гидроудар.
Последствия гидроудара
Если ехать по луже на большой скорости и хватануть воду, то коленвал двигателя всё равно продолжит вращаться по инерции, а так как поршень внезапно станет, то шатун попадёт в жёсткую мясорубку- он будет серьёзно задавлен с двух сторон и это давление будет нарастать, так как коленвал продолжает своё движение. И если обороты двигателя будут высокими, инерция будет тоже хорошая, мотор сразу не остановится, то шатун в определённый момент сломается под нагрузкой. А так как остатки шатуна скорее всего упрутся в стенку цилиндра, цилиндр будет пробит насквозь, а шатун покажется снаружи- это тот самый кулак дружбы.
Но если двигатель работал не на всех парах, инерция соответственно меньше, и этой силы не хватит, чтобы сломать шатун- двигатель просто остановится, заглохнет. Вот это уже более щадящий вариант. После того как заглохнет, его даже можно попытаться завести, и он с большой вероятностью заведётся. Бывает, поршень чуть перекосится и стартером такой двигатель не прокрутишь, но с толкача поршень срывается и мотор заводится. Даже свечи не надо выкручивать- вода к этому моменту скорее всего уже стечёт из камеры сгорания в поддон.
В таком состоянии двигатель будет вполне сносно работать- тысяч десять даже отъездит. Но потом всё равно покажет кулак дружбы, если продолжить эксплуатацию. Что произойдёт за это время,- на шатун постоянно действуют осевые нагрузки на растяжение-сжатие, а так как ось шатуна после гидроудара изогнута, а сам шатун ослаблен вследствие деформации, то на него действует уже изгибающая нагрузка, также знакопеременная. Вследствие этих изгибающих нагрузок в шатуне возникает усталостное разрушение в месте деформации. Происходит такая деформация в течение миллиона операций растяжения сжатия, а это примерно и есть те 10000 км пробега.
То есть, если у вашего мотора произошёл гидроудар, то он проедет максимум 10000 километров пробега, потом- полное уничтожение.
Также при гидроударе страдает механизм газораспределения- так как двигатель клинит, а распредвал всё ещё продолжает вращаться. Поэтому при ремонте все элементы ГРМ- ролики, натяжитель, ремень или цепь- всё под замену, иначе это всё потом заклинит и будет обрыв ремня/цепи ГРМ и надо будет ремонтировать головку- менять и притирать клапана, а соответственно и разбирать двигатель заново.
Итак, гидроудар- очень затратная поломка, которая приводит к замене кучи запчастей- шатуны не восстанавливаются, детали ГРМ выходят из строя, а пробитый блок не ремонтируется. Всё это необходимо будет заменить, и тут встаёт вопрос- а не дешевле будет купить двигатель на разборке или заказать контрактный? Если покупать низ двигателя (блок в сборе без головки), то однозначно дешевле, но надо будет следить, чтобы не подсунули явный увал.
Источник: kakavto.com
Природа гидравлического удара в трубопроводах
Гидроудар – это ударная волна, которая распространяется по поверхности водопровода, а также по элементам арматуры. Разрушительное действие такого явления связано, прежде всего, с невозможностью жидкости сжиматься.
Если воду можно было, например, как газ сжать в несколько раз, то трубы не разрывались бы от резкого увеличения давления. Чрезмерное давление возникает в том случае, когда движение жидкости резко останавливается, но вызвать гидроудар могут и другие явления в системе водоснабжения .
Причины
Наиболее часто гидравлический удар происходит при резком закрытии запорной арматуры. Когда вода течёт по трубам и выливается из крана, то в системе водопровода сохраняется постоянное значение давления, но в момент резкого перекрытия арматуры, это значение может увеличиться в несколько раз, в результате чего, стенки трубы не выдерживают напора и лопаются.
Причиной гидроудара могут также стать:
- Резкое включение или выключение мощного насоса.
- Воздушные пробки имеющиеся в контуре водопровода или отопления.
Включение и отключение насоса может быть спровоцировано нестабильным электроснабжением объекта, на котором находятся мощные насосные станции для перекачки воды. Воздушные пробки также занимают не последнее место в возникновении такого опасного явления, поэтому прежде чем эксплуатировать замкнутые системы с жидкостью, следует убедиться в полном отсутствии воздуха в них.
Последствия
При многократном воздействии высокого давления, которое возникает в результате гидравлического удара, даже очень надёжные системы могут потерять герметичность. Разрыв трубопровода может произойти и от однократного, но сильного гидравлического удара.
В результате такого воздействия водоснабжение объектов, к которым подведена водопроводная труба, полностью прекращается. К сожалению, последствия такого явления не ограничиваются только отсутствием воды в кране.
Если разрыв трубы произошёл в многоквартирном доме, то после разрыва трубы и попадания жидкости в жилое помещение будет повреждено имущество владельцев квартиры, а также соседей этажом ниже.
Если разрывается магистральная труба водопровода, по которой снабжается водой целый район города, то авария уже может расцениваться как ЧП.
В результате такого происшествия жильцы десятков многоквартирных домов останутся не только без питьевой воды, но и без канализации, так как все бачки унитазов запитываются от трубы холодного водоснабжения. Воспользоваться душем, даже при неповреждённом трубопроводе с горячей водой, также вряд ли получится.
Если в результате гидравлического удара повреждается труба с горячей водой, то такое происшествие, кроме материального ущерба, может привести к серьёзным ожогам. Особенно опасна может быть разгерметизация системы отопления, в которой теплоноситель всегда находится под значительным давлением, а температура жидкости составляет более +70 градусов.
Смотреть видео
Последствия гидроударов в трубопроводах большого диаметра в черте города, могут быть также весьма плачевными. Кроме возможных травм, которые могут получить пешеходы, находящиеся рядом с местом аварии, значительное истечение жидкости очень часто приводит к парализации участка автодороги, особенно в том случае, когда на данном участке осуществляется перевозка пассажиров транспортом работающем на электрической тяге.
Последствия от возникновения гидроудара, могут привести к значительному ущербу, поэтому так важно научиться предотвращать появление резкого усиления давления в трубопроводах.
Способы защиты
Соблюдение правил монтажа водопроводных и отопительных коммуникаций позволяет свести к минимуму вероятность возникновения такого опасного явления, как гидравлический удар, но полностью исключить его только правильно спроектированными системами не получится. Для избегания такой неприятной ситуации необходим комплексный подход и соблюдение правил безопасности и технических инструкций.
Значительно снизить вероятность возникновения гидравлического удара, можно если следовать следующим правилам при проведении монтажа водопроводов и их эксплуатации.
- При запуске водопровода или отопления в эксплуатацию, запорные элементы арматуры должны открываться очень медленно. Перекрытие подачи жидкости, также должно осуществляться очень плавно. Плавное закрытие и открытие запорной арматуры должно осуществляться не только на промышленных объектах, но и при запуске водоснабжения и отопления в частном доме. Чрезмерное давление при возникновении гидравлического удара способно легко повредить домашние коммуникации, поэтому не стоит пренебрегать правилами технической безопасности, в случае когда вода в частном доме подаётся со значительным давлением.
- Если в системе водопровода или отопления установить автоматические устройства плавного открытия и закрытия запорной арматуры, то можно полностью исключить человеческий фактор при возникновении гидравлического удара. Конечно, при использовании электроники, водопроводные системы становятся зависимыми от электрического тока, но, чтобы полностью исключить вероятность выхода из строя по причине установленных автоматов, необходимо оборудовать такие механизмы резервным источником электроэнергии. Такая подстраховка абсолютно необходима, как на крупном предприятии, так и для нормального функционирования коммуникаций расположенных в частном доме. Автоматической регулировкой рекомендуется оснастить и насосные станции. В этом случае, также можно избежать гидроудара от резкого перепада давления в результате включения или отключения мощного насосного оборудования.
- Применение гидроаккумуляторов и демпферных устройств, также позволяет свести к минимуму последствия резкого увеличения давления в водопроводной сети. Такие устройства обычно состоят из металлического корпуса с расположенной внутри мембраной. При возникновении гидроудара, мембрана перемещается, что позволяет вместить излишек жидкости. Когда угроза разрыва трубопровода
минует и давление уменьшится мембрана будет возвращена в исходное положение за счёт воздуха расположенного с обратной стороны. - Для уменьшения давления в водопроводных сетях может быть использован предохранительный клапан, который открывается при достижении жидкости определённого значения. Такие устройства также способны предохранить трубопровод от разрушения, но для организации такого вида защиты, потребуется сделать дополнительную отводку от клапана к канализационной системе
- Для защиты от гидроудара в частном доме или квартире можно использовать очень простой способ, в котором компенсация чрезмерного давления осуществляется за счёт растяжения стенок трубопровода. Совсем необязательно производить монтаж отопления или водоснабжения с применением таких материалов, но участок трубопровода выполненный с использованием термостойкого каучука, способен полностью принять на себя гидроудар в небольшой системе.
- Шунтирование термостата, является эффективной мерой борьбы с гидроударом небольшой силы, поэтому такое “улучшение” автономного отопления может быть произведено только в частной системе отопления. Как правило, достаточно сделать отверстие диаметром 0,5 мм в основном клапане, чтобы при возникновении высокого давления излишек жидкости свободно перемещался в контур с холодной водой.
- Термостат с защитой установленный в систему отопления, также позволяет избежать такого опасного явления, как гидроудар. Принцип работы такого устройства заключается в том, что в основном клапане термостата располагается дополнительный небольшой механизм, который открывается вне зависимости от температуры жидкости. Такой внутренний клапан начнёт пропускать жидкость, когда давление теплоносителя приблизится к максимально допустимому значению, тем самым предохраняя трубы от разрыва.
Смотреть видео
Как защитить от гидравлического удара коммуникации в квартире
Разгерметизация водопровода в квартире может привести к очень серьёзным последствиям, особенно в том случае, когда вследствие прорыва, был причинён ущерб соседям, квартира которых расположена этажом ниже, где произошла авария.
На участке водопровода находящегося в квартире, могут быть установлены старые металлические трубы, которые со временем ржавеют и могут разрушаться в процессе эксплуатации, не говоря уже об убийственной” силе гидроудара.
ВАЖНО! Чтобы свести к минимуму вероятность возникновения протечки, рекомендуется установить краны вентильного типа, которые в силу конструктивной особенности не способны мгновенно перекрыть воду. Шаровые рычажные краны, которые так удобны не только на кухне, но и душе, могут стать причиной серьёзной аварии.
Несмотря на то что гидроаккумуляторы наиболее часто используются в частных домах, водоснабжение которых осуществляется посредством насоса находящегося в глубокой скважине, такие изделия помогут защитить и водопровод находящийся в квартире от гидроудара.
Кроме этого, накопленная жидкость в таких устройствах, можно будет использовать в случае временного отключения водоснабжения. Защитить водопровода от гидроудара можно также с помощью специальных гасителей, которые устанавливаются в трубу холодного или горячего водоснабжения.
Самовольно устанавливать какие-либо приборы в системе централизованного отопления категорически запрещается. Чтобы защитить жилплощадь от возникновения гидроудара, следует допустить специалиста управляющей компании во время тестового запуска отопления.
Если все воздушные пробки будут вовремя удалены из радиаторов и трубопроводов, то можно будет не опасаться гидроудара, по причине соблюдения всех необходимых мер для предотвращения такого явления в котельной и на пути доставки теплоносителя в квартиру.
Чтобы уменьшить риск разгерметизации систем горячего водоснабжения, рекомендуется также заменить краны на винтовые конструкции, а трубопровод сделать из современных материалов, которые позволяют максимально эффективно справляться с избыточным давлением в трубопроводе.
Несколько слов о теории гидроудара
Возникновение гидравлического удара возможно только по той причине, что жидкость не сжимается настолько, чтобы произошла компенсация резкого скачка давления. При увеличении давления в одном месте его сила распространяется на весь участок трубопровода, и найдя “слабое звено” приводит к деформации либо разрушению материала.
Такой эффект возникающий в трубопроводах высокого давления был впервые обнаружен российским учёным Н. Е. Жуковским в конце XIX века. Жуковским также была выведена формула, по которой можно рассчитать минимальное время необходимое для закрытия крана, чтобы избежать опасного повышения давления в замкнутой системе водопровода.
Смотреть видео
Данная формула имеет следующий вид:
- Dp=p(u0-u1)
где:
- Dp – увеличение давления в Н/м2;
- р – плотность жидкость кг/м3.
- u0 и u1 – среднее значение скорости жидкости в трубопроводе до и после закрытия крана.
Учёный доказал, что скорость распространения ударной волны зависит прежде всего от диаметра и материала трубы. Также этот показатель зависит от степени сжимаемости жидкости.
Расчёт обязательно следует проводить только после того, как будет экспериментально установлена плотность воды, которая в зависимости от количества растворённый в ней солей может существенно различаться. Скорость распространения гидроудара всегда рассчитывается по следующей формуле:
- c=2L/T.
где:
- с – скорость ударной волны;
- L – длина трубопровода;
- T – время.
Подставляя значения в данную формулу можно точно определить скорость распространения гидравлического удара. Гидравлический удар представляет собой волну, которая имеет колебания с определённой частотой.
Вычислить, при необходимости, количество колебаний в единицу времени также не составит большого труда. Достаточно воспользоваться следующей формулой:
- М = 2L/a
где:
- М – продолжительность цикла колебаний;
- L – длина трубопровода;
- а – скорость волны (м/с).
Для упрощения вычислений ниже будут приведены показатели скорости ударной волны при гидравлическом ударе для труб из следующих материалов:
- Сталь – 900 – 1300 м/с;
- Чугун – 1000 – 1200 м/с;
- Пластик – 300 – 500 м/с.
Подставляя эти значения в формулу можно точно рассчитать частоту колебаний гидроудара на участке водопровода определённой длины.
Такова теория гидравлического удара в самых кратких математических описаниях. При проектировании современных инженерных систем, для выполнения подобных расчётов, применяются мощные вычислительные машины, поэтому прибегать к ручному вычислению скорости и силы гидроудара нет никакой необходимости.
Источник: TrubaNet.ru