Захист від гідроудару та його наслідки


Явище виникнення різкого підвищення тиску через швидкої зміни швидкості руху рідини називається гідроударів. Триває він всього лише частки секунди, але наслідки бувають руйнівними. Його прикладом служить наочне зіткнення океанічних хвиль з бетонною стіною набережної або маяка. Вода піднімається на кілька десятків метрів. Через що з’являється гідроудар в системі опалення? Є кілька основних причин його виникнення:

  • неправильний монтаж;
  • повітряні пробки;
  • швидке закривання або відкривання запірних пристроїв;
  • неполадки при роботі циркуляційного насоса;
  • відключення електроенергії.

Гідроудар в системі водопостачання

Якщо при монтажі системи опалення використовують труби різного діаметру, то при переміщенні рідини змінюється швидкість руху і тиск, що може з великою ймовірністю викликати руйнування. Те ж відбувається при наявності повітряних пробок.

Виникнення стуку і характерних клацань є наслідком з’явилися невеликих гідроударів і служить провісником аварійної ситуації.

Різка зупинка циркуляційного насоса (наприклад, коли відключили електроенергію або в результаті поломки), запуск двигуна відразу на високих оборотах викликають стрибкоподібне зміна тиску, в результаті слід гідравлічний удар. Найчастіше причиною різкої зміни швидкості руху води в контурах опалення є швидке закриття і відкриття сучасних кранів. Коли вентиль швидко закривається, гідроудар називають позитивним. Коли вентиль відкривається – негативним. Найбільш небезпечним є позитивний варіант.

Всіх краще з цим впоратися автоматика, яка після натискання кнопки «пуск», буде повільно збільшувати обороти електродвигуна

Розрахунок гідроудару

Вперше розрахунок водяного удару на присутніх справив російський вчений Микола Єгорович Жуковський. Згідно з розробленою ним теорії, підвищення тиску в трубах дорівнює добутку щільності рідини на хвильову швидкість і на різницю середніх швидкостей руху води до і після перекриття крана.

Бувають повні (прямі) і неповні (непрямі) гідроудари. Перший з них виникає, якщо процес закриття крана менше за тривалістю переміщення аварійної хвилі в системі. При неповному ударі частина води встигає пройти через ще незамкнені засувку за проміжок однієї фази цього явища. Згідно з розрахунком гідроудару період фази дорівнює відношенню двох довжин труби від точки удару до поперечного зрізу труби, де встановлено постійне певний тиск до швидкості переміщення хвилі.

Чиста радіатора опалення від відкладень

Мембранний гаситель гідроударів

Теплоносій на підводному човні після гідроударів в системі опалення може залити приміщення, зіпсувати стелю, стіни, меблі та інше майно.

Крім цього може бути завдано шкоди суміжним квартирах, майну сусідів знизу.

Чим довше трубопровід, тим серйозніше можуть бути наслідки гідроударів. Так, наприклад, значної шкоди вони приносять в контурах теплої підлоги.

Пристрої захисту від гідроударів

Дії гасителей гідроударів спрямовані на зниження потужності гідравлічних стрибків і зменшення підвищеного тиску. Установка тепломережі повинна відбуватися з урахуванням правил безпеки. Одним з головних правил роботи трубопроводів є плавне перемикання запірних кранів. Ця вимога написано в нормативних документах з експлуатації об’єктів централізованого водозабезпечення та тепломереж. Воно повинно виконуватися не тільки в промислових умовах, але і в теплових контурах приватних будинків.

Використовуючи автоматику, легко продовжити період включення і виключення теплових систем, зробити це плавно. Двигуни, забезпечені спеціальними автоматичними пристроями регулювання обертів, поступово змінюють швидкість руху потоку в контурі на початковому і кінцевому етапах робочого періоду. Досить ефективна виходить захист, якщо автоматика використовується для запуску і зупинки циркуляційних насосів. Вона забезпечує плавне збільшення і зменшення обертів двигунів, тим самим плавно піднімаючи і знижуючи швидкість потоку.

Компенсатор гідроудару (демпфер) встановлюють в самих «небезпечних» місцях

Програмне забезпечення відстежує збільшення тиску, автоматично його регулює.

Існують циркуляційні насоси з дискретним зміною частоти обертання, але вони тільки знижують наслідки гідравлічних стрибків.

Більш ефективні насоси з вбудованими частотними перетворювачами, що дозволяють рівномірно збільшувати і зменшувати частоту обертання двигуна.

Найбільшої ефективності можна досягти, якщо провести комплексну модернізацію. Вона включає застосування спеціальних пристроїв:

  • прості амортизуючі елементи;
  • спеціальні термостати;
  • теплорегулюючі клапана.

Найбільш поширені амортизуючі пристрої захисту від гідроудару у вигляді невеликого відрізка труби з каучуку або гнучкого пластику. Ставити такий амортизуючий відрізок найкраще в місці максимуму швидкості руху рідини, зазвичай перед термостатом. Найчастіше вистачає відрізка труби довжиною 200-300 мм, але якщо трубопроводи довгі, необхідно збільшити амортизуючий ділянку на 100-150 мм.

Захист від гідроудару може бути реалізована на базі термостата. У спеціальному захисному термостаті варто пружина, що розділяє клапан і термоголовку. Під час гідравлічного стрибка пружина спрацьовує. Тим самим, вона перешкоджає закриттю клапана і зменшує потужність удару. На корпусі захисних пристроїв є стрілка, що вказує напрямок течії теплоносія. Цей напрямок необхідно враховувати для правильного монтажу захисного пристрою.

З точки зору профілактики гідроудару вентильні крани ефективніше кульових

Захист від гідроудару на базі терморегулюючого клапана виконується за допомогою введення шунтирующей трубки діаметром 0,2-0,4 мм. Замість трубки можна просвердлити відповідний отвір в потрібному місці. Виконати таку роботу може тільки фахівець, який добре знає пристрій терморегулювальних клапанів. Пристосування ставлять тільки в автономних контурах опалення із застосуванням фільтрів теплоносія. У централізованих Теплосистема є опади і іржа, тому шунтуючі отвір може швидко засмітитися.

Застосування компенсаторів в контурах опалення

Як компенсаторів використовуються гасителі гідроударів і демпфери, які ще називають гідроакумуляторами. Встановлюються демпфери в напірну магістраль для стабілізації робочого тиску. Такий гаситель гідроударів роблять у вигляді сталевої колби, розділеної мембраною з гуми на дві частини. В одній частині знаходиться рідина, в іншій повітря, тиск якого можна змінювати за допомогою настройки спеціального штуцера. Маса гідравлічної хвилі впливає на перемичку, і вона деформується в бік камери з повітрям, тим самим збільшуючи обсяг труби з рідиною. Потім перемичка зайняв свою попередню позицію.

Поширений гаситель гідроударів є герметичною бачок з перемичкою і повітряним клапаном. Встановлюють їх в місцях, де можливі перепади тиску. Число гасителів гідроударів тепломережі може бути необмежена.

Гідрокомпенсатор для систем опалення в розрізі

В європейських країнах наявність компенсатора в трубопроводах є необхідною умовою.

Якщо у вас гаситель гідроударів відсутня, ви не зможете отримати гарантій на поширені види побутової техніки: бак для нагріву води, посудомийні і пральні машини.

Гідроудари в паропроводах

Потужний гідроудар – настільки, що здатні повністю вихід з ладу роботи паропроводу

При введенні в роботу і прогріванні теплової мережі в паропроводах також можуть виникнути гідравлічні скачки. Для максимально зменшити можливість виникнення цього негативного явища необхідно рівномірно прогрівати весь тепловий контур. Для цього використовуються обвідні лінії, спускні вентилі, циклонні сепаратори для осушення пара і дренажні кишені для конденсату з відведенням конденсованої рідини.

При прогріванні не допускається різке перекриття вентилів. При монтажі паропроводів необхідно забезпечити їх правильний ухил. Він повинен бути у напрямку переміщення пара.

В іншому випадку конденсат буде накопичуватися, і будуть виникати аварійні ситуації в паропроводах.

Застосування в техніці – гідротаран на благо

Є приклади розумного застосування гідравлічного стрибка – це насоси, що працюють на принципі гідротарана. Такі насоси можуть підняти воду на кілька десятків метрів. Їх переваги:

  • Працюють без споживання енергії – за рахунок природного потоку рідини.
  • Тривалий термін служби. Можуть безперервно працювати кілька років.
  • Щодо велика висота підйому. Для збільшення висоти можна послідовно використовувати кілька насосів.

Ссылка на основную публикацию