Гидроудар с большими утечками - Гидравлический удар

Если утечка достаточно велика, то характер гидроудара меняется кардинальным образом. По мере увеличения отверстия утечки при прочих равных условиях остаточная скорость V2 увеличивается, поэтому если сначала энергии, запасенной в упругой деформации, хватало на отрыв жидкости от заглушки, то затем ее для этого уже недостаточно, а при дальнейшем увеличении отверстия этой энергии уже может не хватить даже для снижения давления возле заглушки ниже давления у входа в трубу. В результате при гидроударе с большой утечкой отсутствует этап разрежения, как он понимается в "классическом" гидроударе (давление не падает ниже внешнего давления у входа в трубу, не говоря уже об отбое с отрывом жидкости от заглушки), а значит, в принципе не возможны повторные циклы, связанные с обратным движением жидкости. Точнее, затухающие колебания давления по-прежнему имеют место, однако давление все время остается достаточно высоким, а жидкость уже не меняет направления своего движения, лишь несколько меняя скорость, которая в конце концов стремится к скорости стационарного потока в канале переменного сечения, определяемой давлениями снаружи трубы -- у ее входа и у отверстия утечки.

Что можно выбрать критерием большой утечки при гидроударе? Представляется логичным считать утечку большой, когда остаточная скорость V2 достигает половины от исходной скорости потока V0 или превышает ее:

V2 ? V0 / 2 (26).

Тогда в момент окончания этапа сжатия и падения давления накопленной энергии деформации уже недостаточно для создания обратного движения жидкости -- она лишь замедляет свое движение в прежнем направлении, но никогда не движется вспять!

При этом без расчета нельзя сказать, будет ли выполняться этот критерий при данном соотношении внутреннего сечения трубы и отверстия утечки -- это зависит не только от соотношения сечений, но и от других факторов, прежде всего от скорости потока (чем меньше разность сечений и чем меньше скорость, тем больше вероятность признания утечки "большой"), а также от того, что находится за отверстием утечки: пространство, заполненное атмосферным воздухом или вакуум, либо не ограниченная стенками жидкость при том или ином давлении, либо узкая труба -- пустая или чем-то заполненная... Впрочем, соотношение сечений основной трубы и отверстия утечки 400:1 и более (т. е. не менее двадцатикратной разности диаметров) обычно дает "большую" утечку лишь при столь малых скоростях исходного потока, что говорить о гидроударе в этих случаях можно только теоретически -- он слишком слаб. На практике и десятикратной разности диаметров (соотношение сечений 100:1) очень часто вполне хватает для того, чтобы считать утечку достаточно малой.

Похожие статьи




Гидроудар с большими утечками - Гидравлический удар

Предыдущая | Следующая