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 жесткими, чтобы удар получился резким. Если удар окажется слишком слабым (или слишком плавным), то пустой области у заглушки не образуется, хотя в любом случае в фазе разрежения давление внутри трубы, в том числе непосредственно у заглушки, будет меньше, чем давление окружающей жидкости снаружи.

Для того, чтобы жидкость смогла оторваться от заглушки и появилась область отрыва, обратное давление (в идеале, без учета потерь, равное максимальному повышению давления при сжатии) должно превышать давление среды снаружи. Таким образом, отрыв жидкости с образованием вакуума возможен при выполнении условия

ДPУд > P0 + ДPH + ДPT (1),

Где ДPУд -- максимальное повышение давления в фазе сжатия относительно внешнего давления; P0 -- абсолютное внешнее давление в резервуаре возле входа в трубу (т. е. давление относительно вакуума, а не атмосферы над поверхностью жидкости); ДPH -- гидростатическая разность давлений между входом в трубу и заглушкой, если труба расположена не горизонтально; ДPT -- необратимые потери давления при сжатии и расширении жидкости и стенок трубы в фазах 2-6.

Если пренебречь потерями, то для строго горизонтальной трубы критерий возникновения области вакуума будет еще проще:

ДPУд > P0 (2).

Может возникнуть вопрос: как же повышение давления при гидроударе может превысить давление на входе в трубу? Однако здесь нет парадокса, так как скачок давления зависит лишь от резкости остановки потока и набранной им к этому моменту кинетической энергии, поэтому жесткая труба и малосжимаемая жидкость могут обеспечить сильный удар даже при не слишком высокой скорости потока.

Таким образом, гидроудары можно разделить на "Сильные", когда образуется область вакуума в зоне отрыва, и "Слабые", когда мощности удара для этого не хватает. При этом следует помнить, что речь именно о мощности удара, а не о его энергии, поскольку здесь определяющую роль играет резкость остановки.

Похожие статьи




Условия отрыва жидкости. Сильные и слабые гидроудары - Гидравлический удар

Предыдущая | Следующая