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 встречающиеся отличия можно свести к следующим случаям.

    1. Поток заполняет трубу, которая предварительно уже была частично заполнена жидкостью. 2. Поток сталкивается не с твердой неподвижной заглушкой, а с другим потоком жидкости, который может двигаться ей навстречу ("лобовое столкновение") или в ту же сторону (новый поток догоняет и "подталкивает" предыдущий). 3. Гидроудар происходит с утечками жидкости из трубы, например, при неполном перекрытии трубы заслонкой или заглушкой, либо в трубе, где имеются дополнительные отверстия помимо входа, через который вливается поток.
Гидроудар в частично заполненной трубе

Нередко труба, в которую устремился поток, вызвавший гидроудар, бывает уже частично заполнена жидкостью -- неподвижной или движущейся в ту или другую сторону. Рассмотрим два крайних случая -- гидроудар в частично заполненной горизонтальной трубе, где жидкость равномерно распределена по ее длине, и гидроудар в вертикальной трубе, где жидкостью уже заполнена часть трубы возле заглушки.

Рассматривая эту ситуацию в общем, можно сказать, что энергия гидроудара по сравнению с заполнением пустой трубы уменьшается в число раз K, равное

K = VП / VТ = (VТ -- VЖ) / VТ (19),

Где VП -- незаполненный внутренний объем трубы; VT -- весь внутренний объем трубы; VЖ -- объем жидкости в трубе до начала заполнения ее потоком.

Соответственно сила гидроудара, определяемая интегральной скоростью всей жидкости в трубе, уменьшится в vk, то есть пропорционально квадратному корню от отношения незаполненного объема к общему объему трубы.

Однако это утверждение полностью применимо лишь к повторным циклам такого гидроудара. Что же касается первого цикла, и прежде всего его стадии сжатия (первичного удара), то хотя за весь период в общем его энергетика будет соответствовать формуле (19), при внимательном рассмотрении возникают существенные нюансы, зависящие, в том числе, и от того, сосредоточена ли уже находящаяся в трубе жидкость в одном ее конце (вертикальное положение) или равномерно распределена по всей ее длине (горизонтальное положение).

Похожие статьи




ОСОБЫЕ СЛУЧАИ, Гидроудар в частично заполненной трубе - Гидравлический удар

Предыдущая | Следующая