Wasserschlag in Rohrleitungen ist ein plötzlicher Druckstoß. Der Unterschied ist mit einer starken Änderung der Geschwindigkeit des Wasserflusses verbunden. Als Nächstes erfahren wir mehr darüber, wie hydraulische Stöße in Pipelines auftreten.
Haupttäuschung
Das Ergebnis der Flüssigkeitsfüllung des Überkolbenraums im Motor der entsprechenden Konfiguration (Kolben) wird fälschlicherweise als hydraulischer Stoß angesehen. Dadurch erreicht der Kolben den Totpunkt nicht und beginnt das Wasser zu komprimieren. Dies wiederum führt zum Motorschaden. Insbesondere durch Bruch der Stange oder Pleuelstange, Bruch der Stehbolzen im Zylinderkopf, Bruch der Dichtungen.
Klassifizierung
Je nach Richtung des Druckstoßes kann Wasserschlag sein:
- Positiv. In diesem Fall tritt der Druckanstieg aufgrund eines scharfen Starts der Pumpe oder einer Blockierung des Rohrs auf.
- Negativ. In diesem Fall sprechen wir von einem Druckabfall als Folge des Öffnens der Klappe oder des Absch altens der Pumpe.
Nach ZeitWellenausbreitung und die Zeit des Schließens des Ventils (oder anderer Absperrventile), während der sich in den Rohren ein Wasserschlag bildete, wird unterteilt in:
- Gerade (voll).
- Indirekt (unvollständig).
Im ersten Fall bewegt sich die Front der gebildeten Welle in die entgegengesetzte Richtung zur ursprünglichen Richtung des Wasserflusses. Die weitere Bewegung hängt von den Elementen der Rohrleitung ab, die sich vor dem geschlossenen Ventil befinden. Es ist wahrscheinlich, dass die Wellenfront wiederholt in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung passieren wird. Bei einem unvollständigen Wasserschlag kann die Strömung nicht nur beginnen, sich in die andere Richtung zu bewegen, sondern auch teilweise weiter durch das Ventil strömen, wenn es nicht vollständig geschlossen ist.
Konsequenzen
Am gefährlichsten ist ein positiver Wasserschlag im Heizungs- oder Wasserversorgungssystem. Bei zu hohem Druckstoß kann die Leitung beschädigt werden. Insbesondere treten an den Rohren Längsrisse auf, die anschließend zu einem Bruch führen, einer Verletzung der Dichtheit in den Ventilen. Aufgrund dieser Ausfälle beginnen die Sanitäranlagen zu versagen: Wärmetauscher, Pumpen. In dieser Hinsicht müssen hydraulische Schläge verhindert oder reduziert werden. Der Wasserdruck wird im Prozess der Strömungsverzögerung maximal, wenn die gesamte kinetische Energie auf die Arbeit des Streckens der Wände der Hauptleitung und des Zusammendrückens der Flüssigkeitssäule übertragen wird.
Forschung
Experimentell und theoretisch untersucht das Phänomen im Jahr 1899 Nikolai Zhukovsky. Der Forscher hat ermitteltUrsachen für hydraulische Schläge. Das Phänomen beruht auf der Tatsache, dass beim Schließen der Leitung, durch die die Flüssigkeit fließt, oder wenn sie schnell geschlossen wird (wenn ein Sackgassenkanal mit einer hydraulischen Energiequelle verbunden ist), eine starke Druckänderung und Wassergeschwindigkeit entsteht. Es ist nicht alles gleichzeitig in der Pipeline. Wenn in diesem Fall bestimmte Messungen durchgeführt werden, kann festgestellt werden, dass die Geschwindigkeitsänderung in Richtung und Größe sowie im Druck erfolgt - sowohl in Richtung der Abnahme als auch der Zunahme relativ zur ursprünglichen. All dies führt dazu, dass in der Leitung ein schwingender Prozess stattfindet. Es ist durch einen periodischen Druckabfall und -anstieg gekennzeichnet. Dieser gesamte Prozess ist durch Vergänglichkeit gekennzeichnet und wird durch elastische Verformungen der Flüssigkeit selbst und der Rohrwände verursacht. Schukowski bewies, dass die Geschwindigkeit, mit der sich eine Welle ausbreitet, direkt proportional zur Kompressibilität von Wasser ist. Das Ausmaß der Verformung der Rohrwände ist ebenfalls wichtig. Sie wird durch den Elastizitätsmodul des Materials bestimmt. Die Wellengeschwindigkeit hängt auch vom Durchmesser der Pipeline ab. In einer mit Gas gefüllten Leitung kann es nicht zu einem plötzlichen Druckstoß kommen, da sie sich leicht zusammendrückt.
Prozessfortschritt
In einem autonomen Wasserversorgungssystem, wie z. B. einem Landhaus, kann eine Bohrlochpumpe verwendet werden, um Druck in der Leitung zu erzeugen. Wasserschlag tritt auf, wenn der Flüssigkeitsverbrauch plötzlich aufhört - wenn ein Wasserhahn geschlossen wird. Ein Wasserlauf, der sich entlangbewegtAutobahn, kann nicht sofort anh alten. Die Flüssigkeitssäule stürzt durch Trägheit in die "Sackgasse" der Rohrleitungen, die sich beim Schließen des Wasserhahns gebildet hat. In diesem Fall schützt das Relais nicht vor Wasserschlägen. Es reagiert nur auf den Druckstoß und sch altet die Pumpe ab, nachdem das Ventil geschlossen ist und der Druck den Maximalwert überschreitet. Das Absch alten, wie das Stoppen des Wasserflusses, erfolgt nicht sofort.
Beispiele
Man kann sich eine Rohrleitung mit konstantem Druck und konstanter Flüssigkeitsbewegung vorstellen, in der ein Ventil abrupt geschlossen oder ein Absperrschieber plötzlich geschlossen wurde. In einem unterirdischen Wasserversorgungssystem tritt Wasserschlag typischerweise auf, wenn das Rückschlagventil höher als der statische Wasserspiegel ist (9 Meter oder mehr) oder undicht ist, während das nächsthöhere Ventil den Druck hält. In beiden Fällen tritt eine Teilentladung auf. Beim nächsten Start der Pumpe füllt das Hochgeschwindigkeitswasser das Vakuum. Die Flüssigkeit trifft auf das geschlossene Rückschlagventil und die darüber liegende Strömung und verursacht einen Druckstoß. Das Ergebnis ist ein Wasserschlag. Es trägt nicht nur zur Rissbildung und zur Zerstörung von Fugen bei. Wenn ein Druckstoß auftritt, wird die Pumpe oder der Elektromotor (und manchmal beide Elemente gleichzeitig) beschädigt. Dieses Phänomen kann in hydraulischen Antriebssystemen mit positiver Verdrängung auftreten, wenn ein Schieberventil verwendet wird. Wenn einer der Auslasskanäle durch eine Spule blockiert istoben beschriebene flüssige Entstehungsprozesse.
Wasserschlagschutz
Die Stärke des Anstiegs hängt von der Durchflussrate vor und nach der Sperrung der Autobahn ab. Je intensiver die Bewegung, desto stärker der Aufprall beim plötzlichen Stoppen. Die Geschwindigkeit der Strömung selbst hängt vom Durchmesser der Leitung ab. Je größer der Querschnitt, desto schwächer die Flüssigkeitsbewegung. Daraus lässt sich schließen, dass der Einsatz großer Rohrleitungen die Wahrscheinlichkeit von Wasserschlägen verringert bzw. schwächt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Dauer des Absch altens der Wasserversorgung oder des Einsch altens der Pumpe zu verlängern. Ventilartige Absperrelemente werden verwendet, um die Rohrleitung allmählich zu schließen. Speziell für Pumpen werden Sanftanlaufsätze verwendet. Sie ermöglichen nicht nur die Vermeidung von Wasserschlägen beim Einsch alten, sondern verlängern auch die Lebensdauer der Pumpe erheblich.
Kompensatoren
Die dritte Schutzoption beinh altet die Verwendung einer Dämpfervorrichtung. Es handelt sich um ein Membranausdehnungsgefäß, das in der Lage ist, die entstehenden Druckstöße zu „löschen“. Wasserschlagkompensatoren arbeiten nach einem bestimmten Prinzip. Es liegt darin, dass sich der Kolben bei steigendem Druck mit Flüssigkeit bewegt und das elastische Element (Feder oder Luft) zusammengedrückt wird. Dadurch wird der Stoßvorgang in einen oszillierenden umgewandelt. Letzterer zerfällt aufgrund der Energiedissipation relativ schnell ohne nennenswerten Druckanstieg. Der Kompensator wird in der Abfülllinie eingesetzt. Es wird aufgeladenDruckluft mit einem Druck von 0,8-1,0 MPa. Die Berechnung erfolgt näherungsweise gemäß den Bedingungen zur Aufnahme der Energie der treibenden Wassersäule vom Füllbehälter oder Akkumulator zum Kompensator.
