Гидравлический удар в трубах: и вред, и польза

Гидравлический удар в трубах: и вред, и польза

Сегодня речь пойдет о довольно грозном физическом явлении, которое в гидравлике имеет название гидравлический удар. Такая тема обусловлена, во-первых, бесспорной важностью этого явления во время эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения, во-вторых, именно в этом году исполняется 110-я годовщина разработки теории и методики расчета гидравлических ударов в трубах выдающимся российским ученым Н.Е.Жуковским [ 1 ].

Так что же такое гидравлический удар? По определениям, приведенным в современных литературных источниках [ 2 ]:

Н. Е. Жуковский (1847–1921)

Явление гидравлического удара в водопроводных трубах было известно с самого начала эксплуатации напорных трубопроводов. К тому же на первых водопроводах применяли обычные пробковые краны, которые мгновенно перекрывали поток воды, что вызывало появление гидроудара. Лишь со временем стали использовать более плавные, так называемые вентильные краны и винтовые задвижки. Почти каждый город, в котором был централизованный напорный водопровод, страдал от разрушений труб вследствие действия гидравлического удара. Разработка теории гидравлического удара и создание технических средств борьбы с этим грозным явлением имели большое значение. Нельзя сказать, что гидравлический удар не изучался до Н.Е.Жуковского. Даже в своей итоговой работе по этому вопросу он ссылается на некоторых иностранных и отечественных авторов, которые исследовали гидроудар и сопровождающие его явления. Достаточно вспомнить братьев Монгольфье, швейцарского изобретателя Э. Аргана или М. Бультона. Внес свой вклад в эти исследования и профессор Казанского университета И.С.Громека (1851–1889). Но приоритет Н.Е.Жуковского в этом вопросе бесспорен. Именно он, по инициативе руководства московского водопровода, возглавил проведение в 1897–1898 гг. большого комплекса научных исследований вопроса гидравлического удара на базе Алексеевской водокачки.

Исследования проводились на чугунных трубах диаметром 2, 4 и 6 дюймов, проложенных по поверхности земли на территории водокачки. Они соединялись с трубой главного водовода диаметром 24 дюйма, транспортирующего воду в Москву. При этом с помощью манометров и самописцев изучались давление и гидродинамика в трубах, распределение давления вдоль труб во время быстрого перекрывания трубопроводов с заслонкой в конце. Выяснилось, что явление гидравлического удара объясняется возникновением и распространением вдоль труб ударных волн, вызванных сжатием воды и деформацией стенок труб. Благодаря исследованиям, выполненным инженерами Алексеевской водокачки: К.П.Карельских, В.В. Ольденбергером и И.Н. Березовским под руководством Н.Е.Жуковского, удалось создать довольно четкую теорию гидравлического удара и найти средства борьбы с этим явлением (использование воздушных колпаков и пружинных клапанов-гасителей давления). Н.Е.Жуковский предложил, в частности, формулу для определения минимального времени необходимого для закрывания запорного устройства, чтобы избежать или снизить эффект гидроудара до минимума:

где L – длина труб ы, сажени;

v – скорость воды, футы/секунду;

р – максимально допустимое давление, атмосферы.

Безусловно, эта формула Жуковского имеет важное практическое значение.

Результаты своих исследований по изучению явления гидравлического удара Н.Е.Жуковский изложил в научной работе, опубликованной в «Записках Императорской Академии Наук» (1898 г.), а также в докладе на ІV-м Российском Водопроводном Съезде (г. Одесса, 1899 г.). Принимая во внимание теоретическую и практическую ценность этой работы, в дальнейшем она была выпущена отдельным изданием (1899 г.).

Гаситель гидроудара

Все вышесказанное относилось к негативному воздействию гидравлического удара на трубопроводные системы, а также к методам борьбы с этим. Однако явление гидравлического удара может приносить и пользу. Речь пойдет о спец иальных устройствах – гидравлических таранах, которые применяются для нагнетания воды с применением (утилизацией, как теперь говорят) этого явления (для целей водоснабжения, полива, пожаротушения и др.). Еще 3 ноября 1797 года братья Ж.-М. и Ж.-Э.Монгольфье и Э. Арган создали действующий образец гидротарана или гидропульсатора, как его еще называли, и оформили на него патент Франции. Немного позже, но в том же 1797 году (13 декабря) английский ученый М. Бультон получил патент на аналогичное устройство. Собственно и Н.Е. Жуковский в своей работе, в выводах, указал на возможность использования явления гидроудара в гидротаранах «нового типа». Принцип работы гидротаранов был следующим (рис. 1). Обязательным условием является наличие постоянного запаса воды в источнике, из которого осуществляется непрерывный забор воды Q₁ под давлением Р₁ по трубопроводу А . В конце этого трубопровода размещен гидротаран В с системой клапанов и воздушным колпаком емкостью W . От колпака идет напорное ответвление трубопровода С с расходом воды Q₂ и давлением Р₂.

На стыке ХІХ- ХХ веков разработкой и внедрением применения гидротаранов занимался известный российский техник Д.И.Трембовельский. Он стал автором многих публикаций на эту тему. Его первый печатный труд под названием «Практическое руководство для устройства водопровода в деревне посредством гидравлического тарана» вышел в Москве в 1896 году. О применении гидротаранов Д.И.Трембовельский докладывал на Российских водопроводных съездах (V-й РВС, г. Киев, 1901 г., VII-й РВС, г. Москва и др.). В 1911 году он одним из первых в России применил в городке Цихис-Дзири близ Батуми гидротаран для водоснабжения мандаринового питомника. Позднее им была разработана серия собственных гидротаранов системы НАТА, турботараны ТГ-1 (1946 г.) и ТГ-2 (1954 г.).

Шло время. За годы всеобщей электрификации о гидротаранах забыли…

В наше время, в преддверии мирового энергетического кризиса следует возродить гидротараны, использующие для водоснабжения возобновляемые источники водной энергии, такие как ГЭС, ГАЭС, водяные мельницы и др. Наиболее целесообразно применение этих устройств в горной местности Крыма или Карпат для обеспечения централизованого водообеспечения отдаленных городов и сел.

Действительно, о техническом прогрессе можно сказать: «Новое – это хорошо забытое старое».

Что такое компрессионный удар двигателя

Заводим компрессионный мотор

Прежде всего, устанавливаем мотор на стенд. Обкатывать на модели новый «дизелёк» весьма хлопотливо, точно также, как и учиться заводить подобные движки.

Мотораму стенда можно сделать из толстой (10-15 мм) фанеры, из подходящей березовой доски, или даже из металла (такая прослужит очень долго). Прочно укрепляем мотораму на верстаке, столе, подоконнике, табуретке и т.д., кому что не жалко забрызгать маслом и отработанной гарью.

Там же, на мотораме, крепим бачок для топлива. Бачок лучше сделать съемным, а крепить его резиновой лентой — это позволит, при необходимости, отрегулировать уровень топлива, который должен примерно совпадать по высоте с топливным жиклером (футоркой).

Топливо для обкатки мотора можно использовать самое немудреное: 1:1:1 (керосин, эфир и масло МС-20 + касторка). Для обкатки и обучения заводке это совсем не критично.

Перед тем, как приступить к заводке, обязательно промываем моторчик. Я об этой операции уже писал в своей статье «Текущее обслуживание модельных ДВС».

Крепим мотор на стенде, головкой вверх, на все четыре винта (обычно — М3), устанавливаем массивный винт (мулинетку) с тупыми кромками. Подойдет любая деревянная или пластмассовая «колобашка» диаметром

200 мм и с шагом

100 мм. Винт ОБЯЗАТЕЛЬНО должен быть хорошо отбалансирован. Винт нужно очень крепко затянуть на валу в таком положении, чтобы при его вращении против часовой стрелки, усилие «от компрессии» начинало ощущаться, когда лопасти винта находятся в горизонтальном положении.

Закручиваем до упора иглу жиклера, а затем отворачиваем ее на 2-2,5 оборота. Выкручиваем винт компрессии (на головке мотора). С помощью заправки — полиэтиленовой бутылки объемом

200 мл (подойдет любой не жесткий флакон от бытовой химии: от шампуня, моющего средства и т.д., в крышку которого вделана металлическая трубка внешним диаметром 3-4 мм (на трубке можно нарезать резьбу и просто зажать ее гайками на донце крышки через маслостойкие прокладки) капаем 2-3 капли топлива (или просто керосина) в выхлопное окно мотора и несколько раз проворачиваем за винт вал мотора, «выгоняя» контр-поршень в самый верх цилиндра (при этом степень сжатия — минимальная).

Закрываем пальцем левой руки всасывающее отверстие футорки, и несколько раз быстро прокручиваем вал мотора, «подсасывая» топливо в картер мотора. Не пересасывать!

Привыкайте сразу заводить двигатель ОДНИМ пальцем (удобнее всего — средним) правой руки. Для безопасности палец можно НЕ ТУГО обернуть двумя-тремя слоями пластикатовой (цветной) изоленты. Я на кордовой гонке иногда пользовался специальной накладкой из целлулоида, которую и приматывал к пальцу изолентой. Очень хорошо гасит удары винта.

Двигатель нужно начинать заводить, установив винт вертикально. Движение руки должно начинаться «с 7-ми часов», в направлении против часовой стрелки, и заканчиваться промерно «в 10 часов», т.е. за одно движение винт проворачивается почти на 270 градусов. Конечно, сразу не получится, и придется потренироваться. Ленивых огорчу: дизеля стартером на заводят! Ручками, ручками. Движение должно быть плавное, но быстрое, с ускорением во второй половине траектории.

Некоторые могут посоветовать заводить моторчик, ударяя по лопасти пальцами сверху-вниз. Есть и такой НЕ СПОРТИВНЫЙ способ. Для особо боязливых и боящихся физической боли. Можете попробовать. на стенде. но не на модели.

Теперь можно снова чуть брызнуть из заправки топлива в выхлопное окно. И — начали!

Пальцы левой руки — на винте компрессии, после одного-двух «прокручиваний» двигателя заворачиваем винт компрессии примерно на четверть оборота. Продолжая быстро прокручивать вал правой рукой, левой рукой плавно закручиваем винт компрессии до первых толчков (вспышек) в цилиндре. Запоминаем положение компрессионного винта — в дальнейшем можно будет начинать с этого места. Далее добавляем компрессиию меньшими «порциями», мотор может заработать в любой момент. Здесь важно не останавливаться.

Не спеша, по чуть-чуть «поджимаем» компрессию, выводя мотор на средние обороты. Теперь «поиграем» иглой, также стараясь улучшить режим работы мотора. После того, как найдем положение иглы, при котором мотор работает на максимальных оборотах, отвернем иглу на 1/8 — 1/4 оборота, несколько «забогатив» смесь — мотор-то новый, его обкатать нужно!

Через несколько минут работы (3-5) поджимаем компрессиию, выводя мотор на бОльшие обороты (НЕ МАКСИМАЛЬНЫЕ — еще рано. ). Снова играем с иглой. Теперь движок стоит заглушить (пережав топливный шланг, который, кстати, не должен быть очень длинным и не должен «телепатся») и дать ему остыть в течение нескольких минут. Снова завести мотор, и дать поработать еще минут 5-8 в таком же режиме. Второй раз заводить моторчик можно, не трогая иглу и винт компрессии. Теперь можно несколько поднять обороты, но очень аккуратно — на максимальный режим «дизель» можно выводить только после 15-20 минутной обкатки (с двумя-тремя «перекурами» на охлаждение).

Хороший мотор, отрегулированный на конкретное топливо, в дальнейшем можно заводить, не трогая компрессионный винт, а все регулировки, при заводке, осуществлять только иглой. Но для начинающих, все же, посоветую несколько отворачивать (примерно на пол-оборота) компрессионный винт, и поджимать мотор уже после заводки.

Не спешите ставить легкий по весу винт с острыми кромками, пока не будете уверены в своем навыке обращения с мотором.

Берегите ногти на пальцах! Да и сами пальцы — тоже.

Комментарий к статье

Почему дизель не заводят стартёром.

«Дизель не заводят стартёром» — не переводимая на русский язык игра слов, спортивно-модельный слэнг, если хотите. Дело в том, что еще лет 15 назад большинство моделистов (а уж хоббисты — и подавно), вообще не знали, что такое «стартер».

Ими пользовались только кордовые скоростники, ибо в остальных классах их применение было просто запрещено правилами.

Но с ростом благосостояния отечественного хоббиста-моделиста, и с проникновением в нашу страну чуждых нам западных технологий, произошло естественное эволюционное вырождение подвида «modelikus-rukodelus-upёrnutos», и в виртуально-полевом моделизме начала доминировать другая разновидность этого подвида — «modelikus-pokupatelus-lenivikus», возникновение которой можно объяснить исключительно процессом генно-интеллектуальной мутации, вызванным отравлением классического среднерусского генетического фонда, в результате тлетворного воздействия на дееспособную часть населения страны западных прокладок с широкими крыльями, сохраняющих не только голубую кровь, но и запах ихней цивилизации.

Попросту говоря, народ разучился испытывать НАСТОЯЩИЙ КАЙФ от ударов лопасти винта по еще не зажившим пальцам.

Ну НЕ ПРИНЯТО в спортивном моделизме заводить дизеля стартером. Хоть режьте меня.

«Вам не приходилось бывать на соревнованиях юношей по авто — (АС, АМ — классы) и авиамоделям? Там можно найти точнейшее объяснение почему не стоит заводить моторы стартером при отсутствии должных навыков. Суть в том, что «чайник» (начинающий) не может точно определить момент «перезалитости» или «пережатости» мотора и продолжает крутить стартером до победного конца. При этом избыток топлива просто не успевает выходить из гильзы и приводит к резким гидравлическим ударам по поршню и шатуну. В итоге имеется либо погнутый шатун, либо пробитое донышко поршня (на калужских КМД), либо посаженная пара — гильза и поршень сильно изнашиваются от ненормальной нагрузки и перекосов. А многие при залитом моторе еще и дожимают до момента, когда поршень головой стучится о контрпоршень.

Именно поэтому не рекомендуется УЧИТЬСЯ эксплуатировать моторы при помощи стартера. Кроме того, все, без исключения, настроенные моторы в хоббистских классах нормально заводятся с пальцев. И лишь в скоростных и гоночных спортивных классах применяются стартера по причине малого момента инерции винта или конструктивных особенностей винтомоторной группы (тонкие и острые лопасти, широкие фазы и т.д.).

И еще. не ленитесь и не бойтесь учиться. Только получив по пальцам раз несколько можно понять как и чем все же нужно заводить моторы.» (комментарий SV-S)

Виды травм коленного сустава и особенности их лечения

Одна из наиболее частых видов травм – это повреждение коленного сустава. В группе риска находятся профессиональные спортсмены, а также люди, ведущие активный образ жизни, в том числе футболисты, занимающиеся велоспортом, горными лыжами, сноубордисты и т.д. Однако довольно часто травмируются и те, кто далек от спорта – после автомобильной аварии, при неудачном падении, резкой нагрузке на коленный сустав. Если речь идет о легком ушибе, нужно наложить охлаждающий компресс, воспользоваться специальной мазью и на некоторое время снизить физическую нагрузку. Если же имеет место травма более тяжелого характера, важно своевременно обратиться к врачу-травматологу – в некоторых случаях не обойтись и без хирургического вмешательства, реабилитации и физиотерапевтических мероприятий.

Факторы риска

Конечно, от травмы коленного сустава никто не застрахован, но есть определенные факторы, которые могут повысить вероятность ее возникновения:

1. Лишний вес. Он усиливает нагрузку на суставные части даже в процессе выполнения обычных движений – при ходьбе, подъеме или спуске с лестницы. Более того, большой вес увеличивает риск появления артритов и артрозов, разрушает суставные хрящи.
2. Слабо развитая мышечная система. Хорошо натренированные мышцы позволяют удерживать суставы, увеличивать диапазон движений при необходимости, защищают от повреждений. Если мышцы развиты очень слабо, это приводит к куда более частому травмированию.
3. Наличие застарелых травм и патологий. Различные воспалительные заболевания, разрушение хрящевой и костной тканей, недостаточное питание тканей, а также плохо залеченные травмы значительно повышают риск различного рода недугов.
4. Занятия отдельными видами спорта. Так, в группе риска находятся лыжники, баскетболисты,футболисты, хоккеисты, а также бегуны (особенно те, которые занимаются бегом трусцой).

Основные виды травм коленного сустава

Повреждения передней крестообразной связки (ПКС)

ПКС обеспечивает колену динамическую устойчивость, она фиксирует голень и не дает ей перемещаться внутрь и вперед. По сути, ПКС является основным стабилизатором колена, и если она повреждена, то нормальная работа конечности попросту невозможна. Травма ПКС весьма распространенная – она может произойти как в ходе спортивных мероприятий, так и в быту, при падении с велосипеда и т.д. В большинстве случаев она вызывается внезапным торможением, остановкой при ходьбе или беге, часто встречается при авариях и в контактном спорте.

Нарушения работы задней крестообразной связки (ЗКС)

Встречается гораздо реже. Задача ЗКС состоит в удержании голени от смещения назад. Как правило, если имеет место разрыв ЗКС, речь идет о серьезной и тяжелой травме. Разрыв ЗКС происходит только под очень сильным физическим воздействием – к примеру, при мощнейшем ударе по ноге во время спортивного состязания, либо при ударе бампером автомобиля.

Травмы менисков

Относится к наиболее часто встречающимся травмам нижних конечностей. Мениски выполняют амортизирующую функцию в суставе, они не дают происходить трению даже при самых серьезных нагрузках. Основополагающая причина травмирования – удар, падение, нетипичный поворот ноги, резкое разгибание.

Перелом надколенника

Бывает закрытого и открытого типа, случается одинаково часто как у мужчин, так и у женщин, в пожилом и молодом возрасте. Это внутрисуставное нарушение, происходящее в большинстве случаев в результате удара по надколеннику, при быстром сокращении четырехглавой мышцы, либо при сочетании этих двух процессов. Перелом может быть поперечным, нижнего полюса или вертикальным (последний встречается крайне редко, иногда его даже не диагностируют).

Ушибы

Это нарушение мягких тканей, при котором целостность анатомических структур сохраняется, однако внутрисуставные элементы могут пострадать (иногда из-за ушиба развивается гемартроз или синовит).

Вывихи коленного сустава

Составляет около двух процентов от всех травм, в группе риска находятся профессиональные спортсмены, а также те, кто ведет сидячий образ жизни. Происходят вывихи в результате удара или резкого движения.

Принято выделять первичные и вторичные травмы. После первичной крайне важно правильно осуществить лечение и восстановление. Именно застарелые, недолеченные повреждения в итоге приводят к возникновению вторичной травмы, а также развитию других патологий.

Общая симптоматика травм

В зависимости от разновидности повреждения оно может сопровождаться различными симптомами. Наиболее часто встречаются следующие:

• Сильный отёк;
• Снижение подвижности, блокировка ряда движений;
• Хруст, щелчки, посторонние звуки;
• Деформация костной ткани;
• Увеличение температуры в области коленной чашечки;
• Невозможность поднять тяжелый предмет;
• Острая боль;
• Постоянная ноющая боль;
• Снижение чувствительности.

Диагностика травм коленного сустава

Первое, что осуществляет доктор – это сбор анамнеза. Врач тщательно собирает информацию о том, каким образом произошло травмирование, есть ли у пациента какие-либо патологии, какой образ жизни он ведет. Кроме клинической оценки могут потребоваться такие мероприятия, как рентгенография, лабораторные исследования, магнитно-резонансная томография, компьютерная томография. Путем обследования можно выявить локализацию – разрыв сухожилия четырехглавой мышцы (тогда надколенник смещен в нижнюю сторону), разрыв связки надколенника (в этом случае он перемещен в верхнюю часть), поперечный перелом (путем пальпации можно ощутить границы между разными фрагментами кости). Выявлению проблемы может мешать сильновыраженная отечность. Если отек очень большой, без КТ или МРТ не обойтись. Кроме того, оценивается возможность разгибания сустава. Рентген позволяет выявить смещение, но иногда он показывает, что все нормально даже при наличии серьезного повреждения.

Консервативное лечение травм

Если речь идет о легкой травме, прибегают к консервативным методам лечения. Прежде всего, это:

• Лечебная гимнастика, осуществление различного рода упражнений под руководством специалиста в течение отведенного времени (как правило, это целый курс ЛФК – от одного занятия эффекта не происходит);
• Физиотерапевтические мероприятия – магнитная терапия, воздействие ультразвуком, кинезиотейпирование, занятия на специальных тренажерах;
• Прием медикаментов.

Какие именно лекарственные препараты будут выписаны, какие физиотерапевтические процедуры использованы, определит врач – он назначит лечение в зависимости от тяжести травмы, от особенностей организма конкретного пациента.

Операция на коленном суставе

Если речь идет о разрыве мениска или ПКС, то без операции не обойтись. Сегодня мало кто прибегает к открытой хирургии, наиболее эффективным и безопасным способом лечения является артроскопия коленного сустава. Она позволяет минимально повреждать окружающие ткани, а также дает возможность с точностью диагностировать проблему и сразу же осуществить лечение. При помощи троакара в колене осуществляются два или три отверстия (по необходимости), через один вводятся хирургические инструменты, внутрисуставная полость промывается. В другое отверстия вставляется длинная трубка с камерой на конце – артроскоп. Изображение выводится в высоком разрешении на экран, благодаря чему врач может в режиме реального времени наблюдать за всеми осуществляемыми манипуляциями. Это позволяет проводить операцию максимально качественно и без осложнений.

Один из дополнительных бонусов артроскопии – быстрое восстановление. Начать реабилитацию в большинстве случаев можно уже на третий день. Не требуется проводить много времени в стационаре, а уже через несколько недель пациент получит доступ к выполнению привычных движений и вернется в спорт. Еще один плюс – это отсутствие больших шрамов. От артроскопического вмешательства, так как оно является малоинвазивным, остаются только небольшие следы с боковой части колена.

Реабилитация после операции на коленном суставе

После операции исключительно важно осуществлять реабилитацию, она включает физиотерапию и проведение гимнастики. В частности, используются:

• Нестабильные платформы боссу для стабилизации нижней части корпуса;
• Выпады и упражнения на фитболе;
• Эксцентрические приседания, скоростно-силовые движения;
• Реабилитация по системе Neurac на оборудовании Redcord;
• Кинезиотерапия на мультистанциях TechnoGym и т.д.

Гидравлический удар: что это такое и как с этим бороться?

22 ноября 2018

Гидравлический удар представляет собой явление повышения давления жидкости в системе, вызванное крайне быстрым изменением скорости потока этой жидкости за очень малый промежуток времени. Чаще всего причинами возникновения гидроудара являются быстрое закрытие или открытие трубопроводной арматуры, а также остановка, пуск или изменение режима работы насосов. Есть и другие причины, но они не столь часты.

Возникновение в трубопроводе гидравлического удара влечет за собой разрушение трубопроводов, арматуры, насосов и оборудования, образование усталостных трещин и загрязнение окружающей среды.

Для вычисления повышения давления при гидроударе используется формула Н.Е. Жуковского:

• ρ — плотность жидкости, кг/м 3 ;
• с — скорость фронта ударной волны м/с;
• ∆v — изменение скорости жидкости при гидравлическом ударе, м/с.

Скорость фронта ударной волны:

• Е_с — модуль упругости жидкости, кгс /см²;
• Е_т — модуль упругости трубопровода, кгс/см²;
• t — толщина стенок трубопровода, м;
• DN — условный диаметр трубопровода, м;

В качестве примера произведем расчет гидроудара. Исходные данные: вода движется со скоростью 2 м/c по стальному трубопроводу с условным диаметром 500 мм с толщиной стенки 12 мм и длиной 3500 м.

Скорость фронта ударной волны

Увеличение давления при гидроударе

Максимально допустимое время реакции клапана

Таким образом, из расчетов можно сделать вывод, что из-за резкого закрытия задвижки возникает гидроудар, в результате которого развивается ударная волна, движущаяся со скоростью почти 1200 м/с, давление в трубопроводе возрастает на 23,7 бар — и все это происходит почти за 2 с.

Для предотвращения гидроудара применяют ряд методов:

• обеспечение плавного открытия или закрытия запорной арматуры;
• увеличение диаметра трубопровода;
• снижение скорости потока среды;
• обеспечение плавного пуска и остановки насосов;
• использование системы защиты от гидравлических ударов;
• удаление газов из трубопроводов.

Указанные методы активно используются производителями оборудования для систем гашения гидроударов.

Наиболее часто возникающая неисправность в системах перекачивания жидкости — включение насоса при закрытой магистральной задвижке. В этом случае давление очень быстро повышается и происходит разрушение или выход из строя составляющих элементов трубопровода. Для предотвращения аварии используется предохранительный клапан на воду, выполняющий аварийный сброс давления, модели «Гранрег» КАТ10/04, КАТ11/04, «Прегран» КПП. Такие клапаны предотвращают повышение давления, которое происходит при запуске насоса, быстром закрытии крана или задвижки или других действиях, приводящих к резкому скачку давления. Клапаны монтируются на отводе от трубопровода, сбрасывая излишнее давление в атмосферу или резервуар. Когда давление превышает безопасный уровень, клапан открывается сразу же. При нормализации давления запорный орган в клапане медленно закрывается.

Вторая частая причина аварий — резкий, незапланированный стоп работающего насоса. При этом в системе сначала возникает разрежение, затем возникает обратный гидроудар. В данном случае помогает установка клапана модели «Гранрег» КАТ10/13 или КАТ11/13. Управление выполняется двумя регуляторами, на которых выставляется нижний и верхний порог срабатывания. Клапан приводится в действие давлением воды в линии. Устанавливается на отводе от трубопровода, после обратного клапана, рядом с насосами. Регулятор срабатывает немедленно, когда давление в трубопроводе падает ниже статического уровня. Когда обратный поток достигает насоса, регулятор уже полностью открыт, поток сбрасывается через него, и всплеск давления ограничивается до безопасной величины. После этого регулятор медленно закрывается, предотвращая опорожнение трубопровода. Клапан также немедленно полностью открывается, когда давление превышает безопасный уровень, и медленно закрывается при падении давления в сети до нормального уровня.

Использование предохранительных клапанов позволяет увеличить сроки безаварийной работы трубопроводов за счет исключения возникновения гидроударов и сброса давления в системе при его повышении до критических значений. Использование коррозионностойких материалов для изготовления корпуса, запорного элемента и уплотнений также способствует увеличению срока службы.

Из характерных достоинств, которыми отличаются предохранительные клапана можно отметить:

• простую и надежную конструкцию;
• простоту монтажа и обслуживания оборудования;
• низкие значения местных сопротивлений;
• высокую пропускную способность.

Для обеспечения плавного пуска и остановки насосов в современных системах используются специальные клапаны с пилотным управлением для управления насосами — «Гранрег» КАТ10/11, 10/12, 11/11, 11/12. Принцип действия таких клапанов достаточно прост. Управление работой подобного оборудования осуществляется при помощи электрических сигналов.

При пуске насоса клапан плавно приоткрывается. Останов вызывает плавное закрытие.

Существуют специальные опции для подобных клапанов, которые позволяют увеличить время открытия/закрытия клапана, обеспечивая таким образом плавное регулирование внутрисетевого давления.

Еще одной из причин возникновения гидроударов в трубопроводе могут служить воздушные пробки. Для удаления газов из трубопроводов используются воздушные клапаны (воздухоотводчики). Воздушные клапаны эффективны и важны для предотвращения возникновения давления ниже атмосферного в трубопроводах. Стандартный автоматический воздушный клапан отводит газы из системы, образующиеся в процессе ее работы. Кроме того, следует понимать, что если у потока воды при движении по трубопроводу не возникает никаких преград, то скорость потока достигает большого значения. И если воздушный клапан неожиданно закроется, это приведет к мгновенной остановке водного потока. Внезапная остановка водяного потока превратит кинетическую энергию в энергетическое давление, что может вызвать гидроудар.

Воздушный клапан с функцией защиты от гидроудара серии «Гранрег» КАТ50–53 позволит предотвратить данный эффект.

Благодаря ограничению скорости потока воздуха, между потоком воды и непосредственно воздушным клапаном будет создаваться воздушная подушка, которая замедлит поток воды и предотвратит развитие гидроудара.

Способы борьбы с гидроударами не ограничиваются применением оборудования, рассматриваемого в данной статье. Для того, чтобы корректно подобрать оборудование, смодулировать систему и определить, в каких точках может возникнуть гидроудар, необходимо тщательно проанализировать состав системы, а так же режимы ее работы. В случае возникновения вопросов по подбору регулирующей арматуры просьба обращаться к инженерам отдела регулирующей арматуры компании АДЛ.