Гидроудар в частично заполненной горизонтальной трубе - Гидравлический удар
Предположим, что горизонтальная труба равномерно по всей длине заполнена на некоторую высоту неподвижной жидкостью. Когда такая труба вдруг начинает заполняться дополнительным потоком жидкости, он "сминает" ту жидкость, что уже была в трубе. Однако, пока в трубе есть свободное место, эта жидкость не оказывает жесткого сопротивления, а "подчиняется", под действием напора потока повышая свой уровень и набирая скорость в направлении заполняющего потока. И только когда свободного места в трубе не остается, сопротивление становится жестким и происходит гидроудар.
Движение потока в частично заполненной горизонтальной трубе. Более насыщенным цветом показаны области с большей скоростью. Градации показаны условно, нарастание скорости происходит плавно.
Нарастание скорости неподвижной жидкости происходит плавно. Сначала она преимущественно движется вверх (уровень поднимается), затем начинает увеличиваться горизонтальная составляющая, которая к моменту поднятия уровня до верха трубы становится равной скорости потока у входа в трубу. Поэтому можно сказать, что по мере приближения потока вектор скорости микрообъема жидкости, находившейся в трубе, меняет свое направление с вертикального на горизонтальное, одновременно возрастая по абсолютной величине от нуля до скорости на входе в трубу.
С энергетической точки зрения, заполняющий поток вынужден терять свою энергию как на подъем уровня, так и на разгон уже имевшейся в трубе жидкости. Кроме того, через вход в трубу попадет меньшее количество двигающейся жидкости, обладающей кинетической энергией, поскольку часть объема трубы уже занята изначально покоящейся жидкостью. А энергия гидроудара определяется именно суммарной энергией всей жидкости находящейся в трубе в момент его начала.
Поэтому энергия гидроудара E будет равна
E = (VT -- VЖ) - с - v2 / 2 (20),
Где VT -- весь внутренний объем трубы; VЖ -- объем жидкости в трубе до начала заполнения ее потоком; С -- плотность жидкости; V -- скорость заполняющего трубу потока.
Если жидкость в трубе уже двигалась, при расчете потерь энергии заполняющим потоком это необходимо учесть. Здесь важно определить, из-за чего возникает основной гидравлический удар -- из-за столкновения двух потоков жидкости или из-за столкновения общего потока с жесткой заглушкой. В первом случае при встречном движении надо прибавлять, а при попутном вычитать скорость уже имеющейся в трубе жидкости из скорости заполняющего потока, во втором случае -- наоборот.
Таким образом, гидравлический удар в горизонтальной трубе, которая предварительно уже частично заполнена, будет слабее, чем при заполнении пустой трубы.
Похожие статьи
-
ОСОБЫЕ СЛУЧАИ, Гидроудар в частично заполненной трубе - Гидравлический удар
Теперь рассмотрим особые случаи гидроудара, когда условия существенно отличаются от рассматриваемых до сих пор "идеально-лабораторных". Наиболее часто...
-
Расчет скорости заполняющего трубу потока для сверхтекучей жидкости - Гидравлический удар
Выяснив, что жидкость ускоряется вне трубы, а внутри нее скорость потока одинакова, можно переходить к расчетам скорости. Сначала рассмотрим внезапное...
-
Расчет скорости заполняющего трубу потока с учетом гидравлического трения - Гидравлический удар
В реальности для получения заметного гидроудара скорость потока перед его остановкой должна быть достаточно большой, так что при расчете скорости нельзя...
-
Фазы развития гидроудара - Гидравлический удар
Как же развивается явление гидроудара? Рассмотрим это на самом простом примере -- внезапном заполнении жидкостью пустой трубы постоянного сечения,...
-
Где ускоряется жидкость? - Гидравлический удар
Прежде всего следует выяснить, где происходит ускорение жидкости -- в трубе или вне ее? Уравнение непрерывности дает однозначный ответ: внутри трубы...
-
Расчет длительности стадий сжатия и расширения в произвольном месте трубы - Гидравлический удар
Картина изменения давления в произвольном месте трубы несколько сложнее, чем показанная на предыдущем рисунке возле заглушки. Изменение давления со...
-
Гашение ударной волны - Гидравлический удар
Поскольку жидкость разгоняется перед входом в трубу, то, когда в результате гидроудара жидкость в трубе остановилась, вынуждена остановиться и уже...
-
ОПИСАНИЕ ЯВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРА - Гидравлический удар
Более-менее заметно гидравлический удар проявляется только в жестких трубопроводах при большой скорости потока. Он происходит тогда, когда движущаяся с...
-
Наиболее интересны два параметра гидроудара -- во-первых, его мощность (либо степень повышения давления) и, во-вторых, длительность стадий сжатия (фазы...
-
Размер имеет значение - Гидравлический удар
С увеличением размеров трубы сила гидроудара значительно возрастает, причем для одного и того же давления у входа в трубу этот рост обычно круче линейной...
-
Повторные циклы - Гидравлический удар
Как уже было сказано выше, после фазы 7 (разрежения) снова следует фаза 1 -- пустая (или разреженная) часть трубы снова заполняется жидкостью под...
-
Расчет ускоряющегося потока - Гидравлический удар
Сила гидравлического удара прямо зависит от скорости, которую успел набрать останавливаемый поток. Достаточно определенно о скорости потока можно сказать...
-
Условия отрыва жидкости. Сильные и слабые гидроудары - Гидравлический удар
В фазе разрежения отрыв жидкости от заглушки происходит не всегда. Для этого скорость потока должна быть достаточно высокой, а стенки трубы -- достаточно...
-
ОСОБЕННОСТИ ЯВЛЕНИЯ ГИДРОУДАРА, Высокая скорость процесса - Гидравлический удар
Гидроудар в силу своей природы имеет несколько существенных особенностей, о которых нельзя забывать. Высокая скорость процесса Прежде всего, следует...
-
Длительность стадии расширения - Гидравлический удар
При слабых гидравлических ударах, когда не выполняется условие (1) и отрыва жидкости от заглушки с образованием области вакуума не возникает,...
-
Факторы, влияющие на силу гидроудара - Гидравлический удар
Эластичные стенки трубопровода значительно снижают силу гидроудара, достаточно легко увеличивая объем трубы или шланга в месте остановки жидкости. Если...
-
Расчет длительности стадий сжатия и расширения будем проводить в предположении, что длина трубы, а следовательно, и время распространения гидроудара по...
-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЖИМА БУРЕНИЯ - Расчет гидравлической программы проводки скважин
Расчет промывки скважины Выбор расхода бурового раствора Расход рассчитываем по справочнику по промывке скважин. Непрерывная циркуляция бурового раствора...
-
(2.35) Воспользовавшись графиком для определения в пункте 2.1.1, находим, что м М < >- спокойное состояние потока Выясняя условие сопряжения бьефов...
-
ВВЕДЕНИЕ - Гидравлический удар
Общая протяженность подземных нефте-, газо - и водопроводов в Российской Федерации составляет около 17 млн км, при этом из-за постоянных интенсивных...
-
Задача расчета запруды сводится к нахождению ее высоты и длины крепления дна в нижнем бьефе. Расчет запруды состоит из следующих последовательных этапов:...
-
Оборудование, применяемое при ГРП на Повховском месторождении На Повховском месторождении ТПП "Когалымнефтегаз" гидравлический разрыв пласта производится...
-
Быстротоком называют искусственное сооружение (русло) с уклоном больше критического (>). 1 - входная часть 2 - лоток быстротока (водоскат) 3 - выходной...
-
Определение гидравлических потерь в гидролинии - Объемный гидропривод
В этом расчете учитывают потери по длине и на местных сопротивлениях, используя принцип сложения потерь напора Где - коэффициент трения; L - длина...
-
В декабре 2005 - январе 2006 года в ОАО "Удмуртнефть" был проведен гидроразрыв пласта на 9 скважинах Ельниковского месторождения (песчаники С-III...
-
При ГРП расчет сводится к определению следующих данных: - основных технологических показателей процесса гидроразрыва пласта; - увеличения...
-
Цель работы: Получение навыков работы с теодолитами. Освоить измерение горизонтальных углов теодолитом методом приемов. Приборы и оборудование на одну...
-
ОСОБЕННОСТИ КРЕПЛЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН - Бурение нефтяных и газовых скважин
В настоящее время в отечественной практике горизонтальный участок ствола скважины или ствол с большим углом отклонения от вертикали, как правило,...
-
Гидравлический расчет циркуляционной системы - Бурение нефтяных и газовых скважин
Целью гидравлических расчетов при промывке скважины в процессе бурения является нахождение оптимального расхода жидкости, обеспечивающего работу забойных...
-
Основные оси зрительной трубы - Основы геодезии
1. Оптическая ось - воображаемая прямая, соединяющая оптические центры объектива и окуляра. 2. Геометрическая ось - воображаемая прямая, соединяющая...
-
Бурильные трубы Бурильные трубы служат для спуска бурового снаряда в скважину, обеспечения промывки или продувки ее забоя, передачи вращения...
-
При изменении уклонов, на входном и выходном участках быстротока, на входной части перепада скорость потока в большинстве случаев превосходит допустимую...
-
Расчет прочностных характеристик НКТ - Гидравлический разрыв пласта
Данный расчет несет непосредственную важность, по той причине, что превышение пределов прочности НКТ может привести к аварии, что повлечет за собой...
-
Колтюбинг , одно из самых динамично развивающихся в мире направлений газонефтепромыслового оборудования, включает в себя металлургическую составляющую...
-
Транзитный расход воды, подходящей к верхнему сечению данного участка: Qтр = трV (2.11) Для круглой трубы: тр=рd2/4, м2(2.12) Определим скорость движения...
-
Причины и условия абразии - Формирование берегов
Основные факторы формирования берегов делятся на активные и пассивные. Причины - Это активные факторы: энергия волн, течения (направленные вдоль берега...
-
Одномерным называется фильтрационный поток жидкости или газа, в котором скорость фильтрации, давление и другие характеристики течения являются функциями...
-
Нижняя часть обсадной колонны заблаговременно на мостках оснащается колонным башмаком и обратным клапаном. Измеряется общая длина обсадных труб, после...
-
КОНСТРУКЦИИ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ, Бурильные трубы - Повышение износостойкости резьбовых соединений
Здесь приведено описание бурильных труб, главным образом, для глубокого эксплуатационного и разведочного бурения. Сведения по бурильным трубам для...
-
Измерение горизонтальных углов - Анализ геодезических работ при создании геодезического обоснования
В теодолитных ходах измеряют левые и правые по ходу горизонтальные углы. В разомкнутом ходе (см. рисунок) 30, 31, 55, 56 - исходные пункты, 1 - 6 -...
Гидроудар в частично заполненной горизонтальной трубе - Гидравлический удар