12 Гидравлический удар
12.41 Ответить на теоретические вопросы:
- Каковы причины возникновения гидравлического удара? Как изменяется во времени давление у задвижки при гидравлическом ударе? Что такое прямой и непрямой гидравлический удар?
- Как рассчитать величину повышения давления в трубопроводе при прямом и непрямом гидравлическом ударе? Отчего зависит скорость ударной волны? Приведите примеры возникновения гидравлического удара при эксплуатации пожарной техники. Как можно уменьшить или предотвратить ударное повышение давления?
Решить задачу:
Стальной водовод от насосной станции до водонапорной башни имеет длину L, диаметр 100 мм, толщину стенок 5 мм. Напор воды перед водонапорной башней равен Н, расход воды Q. Температура воды 20ºС.
Определить величину повышения давления при гидравлическом ударе, фазу удара, напряжение в стенке трубопровода и время безопасного закрытия задвижки. Сравнить напряжение в стенке при гидравлическом ударе с допустимым значением (для стали σдоп = 30 ГПа) и сделать вывод о возможном разрушении трубопровода.
Исходные данные к задаче
Таблица №9
| Вариант | Н, м | L, м | Q, л/с |
| 00 | 75 | 70 | 28 |
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
Все задачи из: Дальков М.П. Гидравлика УрИ ГПС МЧС России Екатеринбург 2017
12.42 Определить толщину стенок трубопровода, чтобы напряжение в них от повышения давления при мгновенном закрытии затвора не превышало σ. Диаметр трубопровода d, скорость движения жидкости в нем до закрытия затвора υ0. Задачу решить методом последовательного приближения, задавшись ориентировочно скоростью ударной волны в интервале 400…450 м/с для труб из полиэтилена и 900…1300 м/с для труб из других материалов. Исходные данные к задаче приведены в табл. 89.
Таблица 89
| Исходные
данные |
Единицы
измерения |
Значения для вариантов |
| 1 | ||
| σ | МПа | 14,7 |
| υ0 | м/с | 1,5 |
| d | мм | 300 |
| Вид жидкости | Вода | |
| Виды труб | Чугун белый |
ВУЗ: ПГАТУ
Все задачи из: Кошман В.С. Машкарева И.П. Гидравлика Пермская ГСХА 2012
12.43 Определить ударное давление в трубопроводе с размерами: диаметр d, толщина стенок δ и длина l в случае мгновенного закрытии затвора, расположенного в конце трубопровода. Начальная скорость движения жидкости υ0, начальное давление р0. В течение какого времени tзакр следует закрыть затвор, чтобы повышение давления при ударе не превышало р1. Исходные данные к задаче приведены в табл. 88
Таблица 88
| Исходные
данные |
Единицы
измерения |
Значения для вариантов |
| 1 | ||
| d | мм | 250 |
| δ | мм | 10 |
| l | м | 1680 |
| υ0 | м/с | 0,95 |
| р0 | МПа | 0,6 |
| р1 | МПа | 0,8 |
| Вид жидкости | Вода | |
| Виды труб | Чугун белый |
ВУЗ: ПГАТУ
Все задачи из: Кошман В.С. Машкарева И.П. Гидравлика Пермская ГСХА 2012
12.44 Жидкость поступает из бака в трубопровод, имеющий внутренний диаметр d, толщину стенки δ, длину l и движется в нем равномерно, при этом расход равен Q, давление перед затвором, установленным на конце трубопровода, p0.
Определить повышение давления и напряжение в стенке трубы перед затвором при резком закрытии последнего в течение времени tзакр. Исходные данные к задаче приведены в табл. 91.
Таблица 91
| Исходные
данные |
Единицы
измерения |
Значения для вариантов |
| 1 | ||
| l | м | 700 |
| d | мм | 200 |
| δ | мм | 8 |
| Q | л/с | 60 |
| р0 | МПа | 0,20 |
| tзакр | с | 1,1 |
| Материал труб | Чугун белый | |
| Вид жидкости | Вода | |
ВУЗ: ПГАТУ
Все задачи из: Кошман В.С. Машкарева И.П. Гидравлика Пермская ГСХА 2012
12.45 Определить ударное и полное значение избыточного давления в трубопроводе при внезапном закрытии задвижки. Исходные данные к задаче приведены в табл. 92.
Таблица 92
| Исходные
данные |
Единицы
измерения |
Значения для вариантов |
| 1 | ||
| δ | мм | 7 |
| d | мм | 60 |
| υ | м/с | 1,3 |
| р0 | МПа | 0,15 |
| Вид жидкости | Вода | |
| Материал трубы | Сталь легир. | |
ВУЗ: ПГАТУ
Все задачи из: Кошман В.С. Машкарева И.П. Гидравлика Пермская ГСХА 2012
12.46 Определить начальную скорость υ0 движения жидкости в трубопроводе с задвижкой, в которой имеет место гидравлический удар. Установить также вид гидравлического удара. Исходные данные к задаче приведены в табл. 93.
Таблица 93
| Исходные
данные |
Единицы
измерения |
Значения для вариантов |
| 1 | ||
| l | м | 500 |
| d | мм | 125 |
| р0 | МПа | 0,12 |
| σ | МПа | 19 |
| δ | мм | 5 |
| tзакр | с | 0,2 |
| Вид жидкости | Глицерин | |
| Виды труб | Полиэтилен | |
ВУЗ: ПГАТУ
Все задачи из: Кошман В.С. Машкарева И.П. Гидравлика Пермская ГСХА 2012
12.47 Определить ударное повышение давления и напряжение в стенке трубы σ перед задвижкой при резком ее закрытии. Исходные данные к задаче приведены в табл. 94.
Таблица 94
| Исходные
данные |
Единицы
измерения |
Значения для вариантов |
| 1 | ||
| d | мм | 60 |
| Q·10—³ | м³/с | 4,0 |
| δ | мм | 8 |
| р0 | МПа | 0,13 |
| Вид жидкости | Масло инд. 50 | |
| Виды труб | Асбестоцем. | |
ВУЗ: ПГАТУ
Все задачи из: Кошман В.С. Машкарева И.П. Гидравлика Пермская ГСХА 2012
12.48 Какой вид гидравлического удара будет происходить в трубопроводе, оснащенного задвижкой, при резком ее закрытии? Чему равно ударное повышение давления? Исходные данные к задаче приведены в табл. 95.
Таблица 95
| Исходные
данные |
Единицы
измерения |
Значения для вариантов |
| 1 | ||
| l | м | 5 |
| δ | мм | 10 |
| d | мм | 60 |
| tзакр | с | 0,2 |
| υ0 | м/c | 1,1 |
| р0 | МПа | 0,12 |
| Вид жидкости | Дизельное топливо | |
| Виды труб | Резина |
ВУЗ: ПГАТУ
Все задачи из: Кошман В.С. Машкарева И.П. Гидравлика Пермская ГСХА 2012
12.49 По стальному трубопроводу диаметром d = 125 мм со скоростью υ = 3 м/с перекачивают воду. Определить толщину δ стенок трубопровода, чтобы напряжение в них от повышения давления при гидроударе не превышало σ = 35 МПа.
Ответ: δ = 9 мм.
