Какво е воден чук?
Воден удар е, когато има внезапно прекъсване на захранването или когато вентилът се затвори твърде бързо. Поради инерцията на водния поток под налягане се генерира ударна вълна от водния поток, точно както при удар с чук, затова се нарича воден удар. Силата, генерирана от ударните вълни на водния поток, понякога толкова голяма, може да повреди вентилите и помпите.
Когато отворен вентил се затвори внезапно, водата тече срещу вентила и стената на тръбата, създавайки налягане. Поради гладката стена на тръбата, последващият воден поток бързо достига максимума си под действието на инерцията и причинява повреди. Това е „ефектът на водния удар“ в механиката на флуидите, т.е. положителен воден удар. Този фактор трябва да се вземе предвид при изграждането на водопроводи.
Напротив, след като затвореният клапан се отвори внезапно, той също ще произведе воден удар, който се нарича отрицателен воден удар. Той също има определена разрушителна сила, но не е толкова голяма, колкото първия. Когато електрическата водна помпа внезапно загуби мощност или се стартира, това също ще предизвика ударно налягане и ефект на воден удар. Ударната вълна от това налягане се разпространява по тръбопровода, което лесно може да доведе до локално свръхналягане в тръбопровода, което води до разкъсване на тръбопровода и повреда на оборудването. Следователно, защитата от ефекта на воден удар се е превърнала в една от ключовите технологии във водоснабдителната техника.
Условия за воден удар
1. Клапанът внезапно се отваря или затваря;
2. Водната помпа внезапно спира или стартира;
3. Еднотръбно водоснабдяване до високи места (разликата във височината на водоснабдителния терен надвишава 20 метра);
4. Общото налягане (или работното налягане) на помпата е голямо;
5. Скоростта на водата във водопровода е твърде голяма;
6. Водопроводът е твърде дълъг и теренът се променя значително.
Опасностите от воден чук
Увеличението на налягането, причинено от хидравличен удар, може да достигне няколко пъти или дори десетки пъти нормалното работно налягане на тръбопровода. Такива големи колебания на налягането причиняват вреда на тръбопроводната система главно по следния начин:
1. Причиняват силни вибрации на тръбопровода и разкъсване на съединението на тръбопровода;
2. Клапанът е повреден и сериозното налягане е твърде високо, за да причини спукване на тръбата, а налягането във водопроводната мрежа е намалено;
3. Напротив, ако налягането е твърде ниско, тръбата ще се срути, а клапанът и фиксиращите части ще се повредят;
4. Да доведе до обръщане на оборотите на водната помпа, да повреди оборудването или тръбопроводите в помпеното помещение, сериозно да причини наводняване на помпеното помещение, да причини телесни повреди и други големи аварии, както и да повлияе на производството и живота.
Защитни мерки за елиминиране или смекчаване на водния удар
Съществуват много защитни мерки срещу воден удар, но е необходимо да се вземат различни мерки в зависимост от възможните причини за воден удар.
1. Намаляването на дебита на водопровода може до известна степен да намали налягането на хидравличния удар, но това ще увеличи диаметъра на водопровода и ще увеличи инвестицията в проекта. При полагане на водопроводи трябва да се обърне внимание на избягването на неравности или драстични промени в наклона. Размерът на хидравличния удар при спиране на помпата е свързан главно с геометричния напор на помпеното помещение. Колкото по-висок е геометричният напор, толкова по-голям е хидравличният удар при спиране на помпата. Следователно, трябва да се избере разумен напор на помпата според реалните местни условия. След спиране на помпата при авария, изчакайте, докато тръбопроводът зад възвратния клапан се напълни с вода, преди да я стартирате. Не отваряйте напълно изходния клапан на водната помпа при стартиране на помпата, в противен случай ще има голям воден удар. Повечето от големите аварии с хидравличен удар в много помпени станции се случват при такива обстоятелства.
2. Настройте устройство за елиминиране на воден удар
(1) Използване на технология за контрол на постоянното налягане:
Тъй като налягането във водопроводната мрежа се променя непрекъснато с промяната на работните условия, по време на работа на системата често възниква ниско или свръхналягане, което е предразположено към воден удар, водещ до повреда на тръбите и оборудването. Използва се автоматична система за управление, която контролира налягането в тръбопроводната мрежа. Чрез детекция, обратна връзка за стартиране, спиране и регулиране на скоростта на водната помпа, потокът се контролира и след това се поддържа налягането на определено ниво. Налягането на подаването на вода към помпата може да се настрои чрез управление на микрокомпютъра, за да се поддържа постоянно налягане на водоснабдяването и да се избегнат прекомерни колебания в налягането. Рискът от воден удар е намален.
(2) Монтирайте елиминатора на воден удар
Това оборудване предотвратява главно воден удар, когато помпата е спряла. Обикновено се монтира близо до изходната тръба на водната помпа. Използва налягането в самата тръба като захранване, за да реализира автоматично действие при ниско налягане, т.е. когато налягането в тръбата е по-ниско от зададената стойност на защита, дренажът автоматично се отваря и изпуска водата. Облекчаване на налягането за балансиране на налягането в локалните тръбопроводи и предотвратяване на въздействието на воден удар върху оборудването и тръбопроводите. Обикновено елиминаторите могат да бъдат разделени на два вида: механични и хидравлични. нулиране.
3) Монтирайте бавно затварящ се възвратен клапан на изходната тръба на водната помпа с голям калибър
Той може ефективно да елиминира хидравличния удар, когато помпата е спряла, но тъй като има известно количество обратен поток на водата, когато клапанът се задейства, смукателният кладенец трябва да има преливна тръба. Има два вида бавно затварящи се възвратни клапани: тип „чук“ и тип „натрупване на енергия“. Този вид клапан може да регулира времето за затваряне на клапана в определен диапазон според нуждите. Обикновено 70% до 80% от клапана се затваря в рамките на 3 до 7 секунди след прекъсване на захранването, а времето за затваряне на останалите 20% до 30% се регулира според условията на водната помпа и тръбопровода, обикновено в диапазона от 10 до 30 секунди. Струва си да се отбележи, че бавно затварящият се възвратен клапан е много ефективен, когато има гърбица в тръбопровода, за да преодолее хидравличния удар.
(4) Поставете еднопосочна пренапорна кула
Тя се изгражда близо до помпената станция или на подходящо място от тръбопровода, а височината на еднопосочната водоизливна кула е по-ниска от налягането в тръбопровода там. Когато налягането в тръбопровода е по-ниско от нивото на водата в кулата, водоизливната кула ще подава вода към тръбопровода, за да предотврати разрушаване на водния стълб и да се избегне воден удар. Въпреки това, нейният ефект на понижаване на налягането върху воден удар, различен от хидравличния удар при спиране на помпата, като например хидравличен удар при затваряне на клапана, е ограничен. Освен това, работата на еднопосочния клапан, използван в еднопосочната водоизливна кула, трябва да бъде абсолютно надеждна. Повредата на клапана може да доведе до големи аварии.
(5) Поставете байпасна тръба (клапан) в помпената станция
Когато помпената система работи нормално, възвратният клапан е затворен, защото налягането на водата от страната на напорната вода на помпата е по-високо от налягането на водата от страната на засмукването. При внезапно прекъсване на захранването помпата спира, налягането на изхода на помпената станция рязко спада, докато налягането от страната на засмукването се повишава рязко. При тази диференциална налягания, водата под краткотрайно високо налягане в главната тръба за засмукване на вода е водата под краткотрайно ниско налягане, която избутва плочата на възвратния клапан и тече към главната тръба за напорна вода, увеличавайки ниското налягане на водата там; от друга страна, усилването на водния удар от страната на засмукването на водната помпа също се намалява. По този начин се контролира покачването и спадането на водния удар от двете страни на помпената станция, като по този начин ефективно се намаляват и предотвратяват опасностите от воден удар.
(6) Настройте многостъпален възвратен клапан
В по-дългия водопровод добавете един или повече възвратни клапани, разделете водопровода на няколко секции и поставете възвратен клапан на всяка секция. Когато водата във водопровода се връща обратно по време на процеса на хидравличен удар, възвратните клапани се затварят един след друг, за да разделят потока на обратно промиване на няколко секции. Тъй като хидростатичното налягане във всяка секция на водопровода (или секция на потока на обратно промиване) е доста малко, водният поток се намалява. Усилване на хидравличния удар. Тази защитна мярка може да се използва ефективно в ситуации, когато геометричната разлика във височината на водоснабдяването е голяма; но тя не може да елиминира възможността за разделяне на водния стълб. Най-големият ѝ недостатък е, че консумацията на енергия на водната помпа се увеличава по време на нормална работа и се увеличават разходите за водоснабдяване.
(7) В най-високата точка на тръбопровода са монтирани автоматични устройства за изпускане и подаване на въздух, за да се намали въздействието на водния удар върху тръбопровода.
Време на публикуване: 23 ноември 2022 г.