Гидроудар в трубопроводе

Общие сведения

Пример экспериментальной зависимости давления от времени при гидравлическом ударе после резкого закрытия задвижки в трубопроводе. Видно понижение давления ниже атмосферного во время фазы разрежения.

Явление гидравлического удара количественно описал в — г. Н. Е. Жуковский. Увеличение давления при гидравлическом ударе определяется в соответствии с его теорией по формуле:

Dp=ρ(v−v1)c{\displaystyle D_{p}=\rho (v_{0}-v_{1})c},

где Dp{\displaystyle D_{p}} — увеличение давления в Н/м²,

ρ{\displaystyle \rho } — плотность жидкости в кг/м³,

v{\displaystyle v_{0}} и v1{\displaystyle v_{1}} — средние скорости в трубопроводе до и после закрытия задвижки (запорного клапана) в м/с,

с — скорость распространения ударной волны вдоль трубопровода.

Эту формулу можно получить, исходя из закона сохранения импульса: DpSt=ρS(v−v1)ct{\displaystyle D_{p}St=\rho S(v_{0}-v_{1})ct}, где S{\displaystyle S} — поперечное сечение трубопровода.

Жуковский доказал, что скорость распространения ударной волны c находится в прямо пропорциональной зависимости от сжимаемости жидкости, величины деформации стенок трубопровода, определяемой модулем упругости материала E, из которого он выполнен, а также от диаметра трубопровода.

Следовательно, гидравлический удар не может возникнуть в трубопроводе, содержащем газ, так как газ легко сжимаем.

Зависимость между скоростью ударной волны c, её длиной и временем распространения (L и τ{\displaystyle \tau } соответственно) выражается следующей формулой:

c=2Lτ{\displaystyle c=2L/\tau }

Как происходит гидроудар двигателя

Несмотря на серьезные последствия от гидроудара для его возникновения должны быть созданы определенные условия. Гидроудар относится к достаточно редким явлениям и, как правило, происходит случайно, но каждый автовладелец должен понимать, что такое гидроудар в автомобиле и как он происходит.

Чаще всего вода проникает в камеру сгорания через воздушный фильтр. Попадание воды хотя бы в один из цилиндров агрегата исправного ДВС неизбежно приведет к гидроудару, в результате чего ломаются механизмы двигателя, которые участвуют в работе цилиндров. В таком случае может быть несколько вариантов поломок, как с минимальными повреждениями, так и более серьезными, которые требуют замены одного или сразу нескольких элементов системы.

Существует две причины, по которым это может произойти:

1. В первом случае автомобиль пытается преодолеть водную преграду с настолько высоким уровнем воды, когда она превышает уровень расположения воздухозаборника под капотом. Такого уровня воды оказывается вполне достаточно для попадания в воздушный фильтр.
2. Во втором случае автомобиль на достаточно высокой скорости проезжает через впадину или глубокую лужу. При таких условиях вода быстро продавливается в доступный корпус воздушного фильтра и оказывается в одной либо нескольких камерах сгорания.

Стоит отметить, что в некоторых случаях гидроудар может возникнуть не только из-за попадания жидкости в цилиндры мотора, но и в результате неисправности. К таким неисправностям относится трещины ГБЦ или БЦ, а также разрушение прокладки ГБЦ, через которые в рабочие цилиндры попадает жидкость системы охлаждения двигателя. В данном случае гидроудар чаще всего возникает в момент запуска двигателя после длительного простоя, поскольку за этот период жидкость успевает накопиться в надпоршневом пространстве.

Эта проблема диагностируется на начальном этапе путем контроля уровня ОЖ и анализа цвета выхлопных газов. Если жидкость в расширительный бочок доливается без других причин или двигатель дымит белым густым дымом, тогда высока вероятность наличия трещин или проблем с прокладкой.

Важно! Помимо воды, также причиной гидроудара может стать моторное масло, которое после поломки турбины попадает в цилиндр

Как определить, что произошел гидроудар двигателя

Чтобы точно быть уверенным, что произошел гидроудар двигателя, можно проверить автомобиль на следующие признаки:

• Воздушный фильтр поврежден (изменена его форма) и на нем имеются следы от воды;
• В цилиндре двигателя слой нагара увеличивается ступенчато, а поршень опускается ниже своего положения;
• В верхней части цилиндра стерт нагар, его кромка кривая, а в нижней части блестящие следы;
• На вкладышах имеются следы износа, похожие на блестящие полосы;
• Противоположный участок огненного пояса имеет большого количество нагара.

Каждый из этих признаков может указывать на факт гидроудара двигателя. Их можно заметить без специального оборудования. Если подобные признаки видны, нужно направляться в сервисный центр на эвакуаторе, нельзя заводить мотор.

Важно: После произошедшего гидроудара не стоит тянуть с поездкой в сервисный центр. Факт нахождения воды в двигателе негативно влияет на металл, вследствие чего начнет развиваться коррозия

Если мотор простоит после гидроудара более двух недель без вмешательства специалистов, отремонтировать его после этого будет практически невозможно.

Избегаем гидроударов – основные правила

Люди, столкнувшиеся с гидроударами и не понаслышке знающие об их губительном воздействии, интересуются: а можно ли всего этого избежать? Вариантов существует сразу несколько, ознакомимся с каждым из них.

• В первую очередь, действуйте аккуратно и мягко. Не закрывайте резко шаровой кран, иначе возникнет удар. Во избежание его появления арматуру закрывайте плавно, спешить при этом не стоит. Удосужьтесь потратить несколько лишних секунд – это не так много по сравнению с предстоящим ремонтом водопровода.
• Для уменьшения данного эффекта можно несколько усовершенствовать систему. Как уже отмечалось, для этого устанавливаются гидроаккумуляторы (их еще называют демпферами), накапливающие воду в случае повышения давления в контуре.

Если удары возникают вследствие прекращения работы насоса, то можете поставить специальный клапан для защиты. Такие устройства срабатывают исключительно при ударе и снижают нарастающее давление в магистрали. Этот клапан крайне надежен. Он устанавливается рядом с насосом.
Автоматика – еще один возможный вариант решения проблемы. Благодаря специальным блокам управления активизация и остановка системы будут предельно плавными. Насос при необходимости будет увеличивать или уменьшать давление, из-за чего риск гидравлического удара практически сводится к нулю.
Наконец, если гидроудары возникают по причине неправильного планирования всей системы, то единственный выход – полностью ее переделать.

Обратите внимание! Если не устранить проблемы сразу же после появления ударов, то систему в любом случае рано или поздно переделывать все же придется. Ведь если ситуация все время повторяется, то все элементы – в том числе трубы – вскоре выйдут из строя

После этого ремонт будет стоить намного больше.

Действия при гидроударе

Учитывая потенциальную угрозу такого явления, автомобилисты активно интересуются тем, что нужно делать и как правильно поступить при гидроударе их двигателя.

На этот счёт специалисты и просто опытные водители дают несколько полезных рекомендаций.

1. Ни в коем случае не пытайтесь запустить двигатель снова. Даже если ваша машина мешает другим участникам движения, любая попытка запуска может потенциально привести к разрушительным и ещё более серьёзным процессам. Потому золотое правило заключается в том, чтобы не заводить мотор после удара.
2. Далее нужно найти воздушный фильтр на своей машине и открыть его. Если при демонтаже в фильтре обнаруживается вода, ваши подозрения насчёт возможного гидроудара подтвердились. Фильтр нужно просушить и тщательно насухо протереть корпус. Следует избавиться от остатков воды.
3. Если речь идёт о машине с бензиновым двигателем, тогда нужно снять свечи зажигания, а коленвал попытаться прокрутить вручную. В процессе прокручивания появляется ощущение, как противовесы цепляют поршни либо поршни начинают клинить. Если это происходит, автомобиль уже точно самостоятельно поехать не сможет. Когда зацепов нет и ничего не задевается при прокручивании, деформация незначительная. В теории есть возможность поехать своим ходом, но и в этой ситуации лучше вызвать эвакуатор.
4. После проведённых манипуляций, когда явных признаков деформации и поломок нет, попробуйте прокрутить двигатель стартером. Если слышатся стуки и посторонние звуки, прекратите попытки и остановите мотор. Повторно пытаться его запустить нельзя. Когда всё в пределах нормы, то есть гидроудар не нанёс серьёзных повреждений, можно заводить двигатель и ехать в автосервис.

Не имеет никакого значения, насколько серьёзным оказался этот удар. Он всегда требует обязательного визита в автосервис или самостоятельного восстановления, если водитель хорошо разбирается в соответствующих ремонтных работах.

И сильные и слабые удары зачастую сопровождаются определёнными деформациями и мелкими поломками. Даже при незначительном ударе повреждения могут носить накопительный характер. Сначала всё будет работать хорошо и стабильно, но постепенно ситуация начнёт ухудшаться, двигатель выйдет из строя, а на его восстановление понадобится крупная сумма денег.

Намного лучше проверить всё сразу, подкорректировать конструкцию мотора, поменять повреждённые элементы, и продолжить эксплуатацию своего транспортного средства, но уже не допуская те же ошибки.

Способ защиты «реконструкция»

Терморегулирующие клапаны

Для того чтобы не возникало гидравлического удара, необходимо придерживаться определенных правил по реконструкции систем:

Заменить жесткую трубу перед термостатом куском трубы, сделанной из эластичного пластика или армированного термостойкого каучука.

Эти материалы имеют свойство растягиваться, поэтому будут самостоятельно снижать энергию гидравлического удара, в случае возникновения высокого давления.

Для амортизатора потребуется эластичная труба длиною приблизительно в 20-30 см. Если трубопровод очень длинный, то трубу для амортизатора нужно брать еще на 10 см. длиннее.

Шунт с просветом до 0,4 мм в терморегулирующем клапане.

Узкая трубка с сечением от 0,2 мм до 0, 4 мм вставляется в термостат со стороны движения жидкости. Можно самостоятельно сделать отверстие заданного диаметра. Если система работает нормально, то шунт никак не влияет на ее функционирование.

В случае, если давление повышается, он способен плавно снизить объём, превышающий критическую норму. Конечно же, привести в действие этот метод можно только тогда, когда вы отлично разбираетесь в конструкции термостата. В противном случае браться за это дело не рекомендуется.

Эти устройства имеют специальные пружины, которые находятся между клапаном и термоголовкой. Пружина срабатывает в тот момент, когда повышается давление. Таким образом, она не позволяет клапану полностью закрыться.

Когда сила гидроудара снижается, клапан самостоятельно плавно закрывается

Чтобы правильно установить термостаты с устройством защиты, необходимо обращать внимание на то, куда направлена стрелка на их корпусе. Производить монтировку нужно строго следуя направлению стрелки

Схема подключение термолегулирующих клапанов

Стоить обратить внимание на то, что не все модели термостатов имеют средства защиты от гидроудара. О том, оснащено ли устройство данной функцией, можно узнать, прочитав техническую документацию, которая прилагается к изделию

Способ защиты «центробежные насосы»

Центробежный насос

Для того чтобы плавно запускать и останавливать инженерную систему, необходимо использовать центробежные насосы, имеющие автоматическую регулировку.

С помощью автоматики происходит плавное увеличение оборотов электродвигателей насосного оборудования. Кроме этого, давление в трубах после пуска поднимается также планомерно. Такой же механизм действий характерен и для обратного порядка.

Насосы запрограммированы таким образом, что способны самостоятельно наблюдать за изменениями давления, происходящими в инженерных сетях. Регулировка параметров напора осуществляется автоматически.

Природу возникновения гидравлического удара понять не так сложно. Действие происходит в двух случаях:

• Когда не соблюдаются правила использования коммуникаций;
• Когда сети спроектированы неграмотно.

Если не обращать внимания на щелчки и неприятный шум, то домочадцев ожидают весьма неприятные последствия.

Намного разумнее будет разобраться с причинами возникновения шумовых эффектов и устранить их, чем заниматься впоследствии ремонтом трубопроводной системы, не выдержавшей мощного давления.

Общие сведения

Пример экспериментальной зависимости давления от времени при гидравлическом ударе после резкого закрытия задвижки в трубопроводе. Видно понижение давления ниже атмосферного во время фазы разрежения.

Явление гидравлического удара количественно описал в — г. Н. Е. Жуковский. Увеличение давления при гидравлическом ударе определяется в соответствии с его теорией по формуле:

Dp=ρ(v−v1)c{\displaystyle D_{p}=\rho (v_{0}-v_{1})c},

где Dp{\displaystyle D_{p}} — увеличение давления в Н/м²,

ρ{\displaystyle \rho } — плотность жидкости в кг/м³,

v{\displaystyle v_{0}} и v1{\displaystyle v_{1}} — средние скорости в трубопроводе до и после закрытия задвижки (запорного клапана) в м/с,

с — скорость распространения ударной волны вдоль трубопровода.

Эту формулу можно получить, исходя из закона сохранения импульса: DpSt=ρS(v−v1)ct{\displaystyle D_{p}St=\rho S(v_{0}-v_{1})ct}, где S{\displaystyle S} — поперечное сечение трубопровода.

Жуковский доказал, что скорость распространения ударной волны c находится в прямо пропорциональной зависимости от сжимаемости жидкости, величины деформации стенок трубопровода, определяемой модулем упругости материала E, из которого он выполнен, а также от диаметра трубопровода.

Следовательно, гидравлический удар не может возникнуть в трубопроводе, содержащем газ, так как газ легко сжимаем.

Зависимость между скоростью ударной волны c, её длиной и временем распространения (L и τ{\displaystyle \tau } соответственно) выражается следующей формулой:

c=2Lτ{\displaystyle c=2L/\tau }

Что такое гидроудар

Гидравлический удар(гидроудар) представляет собой кратковременное, но резкое и сильное повышение(понижение) давления в трубопроводе(в системе водоснабжения) при внезапном торможении(ускорение) двигавшегося по нему потока жидкости.

Гидроудар в системе водоснабжения

Простыми словами гидроудар-это резкий скачок давления в трубах

Гидравлический удар бывает:

• Положительный – когда давления в трубопроводе очень резко повышается. Это может произойти, при быстром закрытие крана(вентиля, задвижки) или включения насоса.
• Отрицательный – когда наоборот, происходит понижение давления в водопроводе, из-за того, что открыли кран или выключили циркуляционный насос.

Наибольшую опасность для водопровода представляет положительный гидроудар. Допустим вы открыли кран и помыли посуду. Закончили мыть, вода вам не нужна, закрыли кран.

При этом в водопроводе происходит следующее. Водный поток некоторое время, по инерции, течёт с прежней скоростью. Потом сталкивается с преградой (кран ведь закрыли). И «ударяясь» об эту преграду, образуется обратная волна. А так как вся система водоснабжения герметична. У этой обратной волны происходит столкновение с водным потоком идущим на встречу. В результате получается гидроудар.

Самые первые признаки гидроудара – глухие стуки и щелчки, слышимые при открытие или закрытие крана. Появления подтеков в местах соединения водопроводных труб или подтекающие краны.

Причины возникновения гидравлического удара

Основными причина , возникновения гидроудара системе водоснабжения:

• Резкое перекрытии запорной арматуры(кранов, вентилей, задвижек.
• Поломка или отключение циркуляционного насоса, насосной станции.
• Воздушные пробки в системе водопровода.
• Перепады сечения водопроводных труб.

В основном, гидроудар происходит при резком закрытии запорной арматуры. Вода проходит по трубам с постоянным давлением, но когда происходит резкое перекрытие водного потока. Давление воды на стенки труб увеличивается в несколько раз.

И в результате, могут лопнуть трубы или придут в негодность уплотнители резьбовых соединений и запорные элементы.

Трещина в трубе-после гидроудара

Конечно, резко закрытый кран не единственная причина возникновения гидроудара. Похожая ситуация бывает когда в системе остаётся воздух. В тот момент когда открывается кран, вода сталкивается с пробкой из воздуха.

И эта воздушная пробка в условиях замкнутого пространства выступает амортизатором. Вследствие чего с огромной силой выталкивает воду и происходит удар.

Также появление гидроударов могут спровоцировать трубы разного диаметра. Перепады давления, если трубы не приведены к общему знаменателю, гарантированы

Последствия гидроудара

Давление выше допустимой нормы критично для труб и их соединений. Запорная арматура тоже может выйти из строя.

От первого гидравлического удара, повреждение водопровода, обычно не происходит. Ведь изделия для водоснабжения изготавливаются с запасом, в случае повышения давления. Но последующие гидроудары будет бить в то же самое, слабое место. И в какой — то момент труба или запорная арматура выйдут из строя.

Если прорыв водопровода произошёл в квартире многоквартирного дома, то произойдет затопление, будет повреждено имущество, вашей квартиры и соседей снизу.

Последствия гидроудара- затопило квартиру

В случае повреждения центрального водопровода Может произойти отключения нескольких домов или района. То это уже чрезвычайное положение. Так как жильцы многоквартирных домов останутся не только без питьевой воды, но и без канализации.

Ну а если в результате гидроудара повреждается труба горячего водоснабжения. То это может привести к серьёзным ожогам.

Ремонт двигателя после гидроудара

Детально разобравшись с происходящим в полостях мотора при гидроударе, каждый читатель нашего ресурса, наверное, понял, насколько сильно страдает агрегат при попадании в него воды. Чтобы вернуть к жизни «стукнутый» влагой двигатель, иногда вполне допустимо проведение ремонта. Однако в случае с пробитым блоком ДВС или же деформации цилиндров дешевле будет сменить мотор целиком.

С заменой силового агрегата проблем у автомобилистов обычно не возникает, а вот ремонт двигателя с гидроударом – вопрос уже другой. На самом деле определённых сложностей в возвращении аппарата к жизни нет. В типовом варианте потребуется прибегнуть к следующему порядку действий:

Допустим, с места своей поломки машина уже уведена, а гидравлический удар диагностирован. В таком случае желательно разобрать мотор и оценить степень его разрушения. Однако существует и альтернативный способ оценки. Для его осуществления нужно:Снять ГБЦ, выкрутить свечи и дать мотору просушиться от 4 до 24 часов;
Затем при помощи шприца в каждое из гнёзд свечей зажигания влить 15-20 грамм машинного масла;
После это попытаться прокрутить коленвал.
Если оборот успешно совершён – радуйтесь, шатуны даже не деформировались и мотор требует лишь качественной просушки

При проблемах же во вращении вала разбор мотора неизбежен;

Помимо этого, крайне важно замерить компрессию мотора. Если она значительно ниже нормы, даже при целостности шатунов двигатель стоит разобрать и проверить его другие составляющие

Не исключено, что какие-либо элементы системы вышли из строя, не выдержав нагрузки;
Ну что, компрессия замерена и ущерб от гидроудара оценён? Тогда действуем по обстоятельствам:Если двигатель в норме – осуществляем просушку мотора. Для этого выгоняем влагу из полостей мотора посредством 10-секундного кручения стартера, а после этого оставляем автомобиль постоять ещё 8-12 часов;
Если компрессия упала, имеются другие проблемы с мотором – проводим его разборку с осуществлением соответствующего ремонта.

После того, как нужные действия осуществлены, приводим автомобиль в первоначальный вид и эксплуатируем.

Основные меры профилактики

Кроме строгого соблюдения всех установленных эксплуатационных правил, предотвратить возникновение аварии можно, если своевременно и регулярно проводить ряд профилактических действий. Вся причина в том, что в главной системе обогрева или водоснабжения абсолютно все процессы тесно связаны между собой. Непредвиденный пользователем гидроудар является всего лишь финальным деструктивным этапом, который вполне может привести к различным негативным последствиям. Все это происходит на фоне относительно плохого технического состояния годами используемых труб.

Перепады величины давления и возникающих вибраций только способствуют образованию различных трещин в толще металла. Со временем возникают более серьезные дефекты, которые после наступления гидроудара мгновенно проявляются на участках слишком высокого внутреннего напряжения. Это могут быть различные места изгибов, механические соединения и даже сварочные швы.

Профилактические манипуляции включают в себя следующие этапы:

1. Своевременная проверка давления за эластичной мембраной эксплуатируемого расширительного сосуда. Если в ходе этой процедуры мастер обнаружит неудовлетворительные результаты, то без качественной корректировки эксплуатировать систему запрещено.
2. Проверка работоспособности задействованных групп безопасности. Это касается отводчика воздуха, предохранительного клапана, а также классического манометра.
3. Контроль положения вентилей задействованной запорно-регулирующей металлической арматуры.
4. Периодическая проверка состояния всех фильтров. Эти элементы отвечают за задержку мелкого песка, классической накипи, фрагментов ржавчины. В случае необходимости мастеру нужно выполнить прочистку и последующую промывку фильтров.
5. Тестирование используемой системы на наличие утечек. Также нужно проверить степень износа всех элементов.

Многие эксперты рекомендуют заменить классическую жесткую трубу пластиковым изделием. Оно более эластично в применении и способно быстро расширяться под воздействием давления. Но нужно быть аккуратными, так как не исключена разгерметизация стыков.

Профессиональный подход к профилактике, которая направлена на всеобщее поддержание оптимального состояния отопительной и водонагревательной системы, обязательно включает в себя элементарные виды работ. Оставлять без внимания этот этап не рекомендуется. Это связано с тем, что ремонт отопления в частном доме влечет за собой большие траты финансов и свободного времени. Все описанные меры защиты будут эффективными в том случае, если подходить к работе комплексно. Только в такой ситуации можно нейтрализовать различные нежелательные последствия и продлить срок слаженной работы системы.

Установка высококачественного промывного фильтра

Профилактика гидравлического удара

Знать, что делать при гидроударе, конечно, полезно, однако лучше всего просто не допускать подобной проблемы. К слову, особых сложностей в её профилактике не имеется. Зачастую хватает:

• проведения максимально аккуратных переправ через водные преграды, даже – через самые маленькие лужи;
• своевременного обслуживания мотора на предмет сохранности прокладок ГБЦ и системы охлаждения;
• выноса воздушного фильтра подальше от днища машины и организации максимальной защиты от попадания в него влаги.

В целом, относительно того, как избежать гидроудар, и всей сегодняшней темы сказать больше нечего. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы. Удачи в эксплуатации и обслуживании авто!

Виды гидравлических ударов

В зависимости от времени распространения ударной волны τ{\displaystyle \tau } и времени перекрытия задвижки (или другой запорной арматуры) t, в результате которого возник гидроудар, можно выделить 2 вида ударов:

Полный (прямой) гидравлический удар, если t

Неполный (непрямой) гидравлический удар, если t > τ{\displaystyle \tau }

При полном гидроударе фронт возникшей ударной волны движется в направлении, обратном первоначальному направлению движения жидкости в трубопроводе. Его дальнейшее направление движения зависит от элементов трубопровода, расположенных до закрытой задвижки. Возможно и повторное неоднократное прохождения фронта волны в прямом и обратном направлениях.

При неполном гидроударе фронт ударной волны не только меняет направление своего движения на противоположное, но и частично проходит далее сквозь не до конца закрытую задвижку.

Защита от гидроудара

Чтобы защитить трубопровод от гидравлических ударов, нужно:

Плавно открывать/закрывать запорные элементы

При плавном закрывании крана давление в трубопроводе будет постепенно выравниваться. При этом ударная волна будет иметь незначительную силу, а следовательно, мощность гидравлического удара будет минимальной. Но не во всех случаях возможно обеспечить плавное закрывание крана

Далеко не у всех моделей вентильная конструкция, многие современные краны имеют шаровую систему – достаточно одного неосторожного резкого поворота и кран придёт в положение «закрыто»

Использовать трубы большого диаметра

В трубопроводах большого диаметра рабочая среда движется с меньшей скоростью, чем в системах с более маленьким диаметром. А чем скорость перемещения потока жидкости меньше, тем слабее сила гидроудара. Однако данный способ гораздо затратнее. Расходы увеличиваются за счёт более высокой стоимости труб и теплоизоляции.

Установить амортизирующее устройство

Данное устройство располагается по направлению движения рабочей жидкости. В качестве амортизатора используется отрезок трубы из эластичного пластик либо каучука, которым заменяется часть жёсткой трубы перед термостатом. При возникновении гидравлического удара происходит растяжение эластичного отрезка и частичное гашение силы удара.

Использовать компенсаторное оборудование

Для сбрасывания лишней жидкости до момента нормализации давления в трубопроводе используется гидравлический аккумулятор. Данное оборудование выполнено в виде герметичного бака, оснащённого мембраной и воздушным клапаном. Мембрана изготавливается из эластичного материала, бак – из стали.

Использовать автоматику насосов

Одной из причин появления гидравлических ударов в трубопроводе является насосное оборудование. Движение рабочей среды зависит от того, насколько быстро вращаются насосные валы. Следовательно, плавное снижение/увеличение скорости вращения позволяет уменьшить силу воздействия и снизить риск появления гидроударов.

На производствах для управления насосным оборудованием используются специальные регуляторы, частотные преобразователи и прочие подобные приборы. Данное оборудование также подходит для использования в бытовых условиях.

Гидравлические удары в коммуникациях появляются при остановке насосного оборудования, например, при исчезновении сети питания. На производствах и в сфере коммунального хозяйства резервные источники используются давно и не раз доказали свою эффективность. Предупреждение аварийных ситуаций и сокращение расходов на ремонтные работы приводят к существенной экономии средств. Включение домашнего насосного оборудования через устройство защиты от гидроударов (стабилизаторы и источники резервного питания) поможет обезопасить внутренние коммуникационные системы.

Байпас представляет собой дополнительный участок трубопровода, который используется в качестве обходного канала и служит для регулирования пропускной способности сети отопления. Такие устройства можно монтировать, как в новые системы, так и в уже существующие.

Это простое, но эффективное изобретение, работающее по принципу расширительного бака отопительных коммуникаций. При резком перепаде давления жидкость перемещается в мембранный гаситель. После того, как давление в трубопроводе упадёт до рабочей величины, произойдёт выталкивание жидкости обратно в систему. Возвращение воды обеспечивается благодаря избыточному давлению воздуха, находящегося с противоположной стороны мембраны.

Клапан защиты от гидроудара располагается в трубопроводной системе рядом с наносом. Он реагирует на скачки давления, принимая обратную волну и предотвращая гидравлические удары. Клапан оснащён специальным регулятором, который при перепаде давления плавно открывает его. Таким образом, когда обратный поток рабочей среды доходит до насосного агрегата, клапан уже находится в открытом состоянии. В результате этого происходит сбрасывание воды, а следовательно, снижение давления до допустимой величины. После нормализации давления регулятор закрывает клапан, чтобы предотвратить опустошение системы.

Что это

Начнём с самого понятия гидроудар двигателя, и как он происходит. В обычном режиме работы силовой установки в рабочие цилиндры поступает топливовоздушная смесь. Поршни сжимают её, от сжатия или свечи она воспламеняется, образующаяся сила толкает поршень обратно и так повторяется многократно. Такое явление позволяет приводить в движение транспортное средство.

Но теперь следует разобраться в том, что значит этот самый гидроудар двигателя. Он происходит, когда кроме топлива и воздуха в цилиндре оказывается дополнительно вода. Циклы не прерываются, что идёт сжатие и воспламенение. Единственная и самая главная проблема в том, что вода, в отличие от топливовоздушной смеси (фактически газа) практически не может сжиматься.

Когда количество воды незначительно, ничего страшного обычно не происходит. Влага быстро испаряется из-за высокой температуры. Но когда объём воды возрастает, а поршень при этом находится в верхней мёртвой точке, начинаются проблемы. Деформируется шатун, а также происходят иные разрушительные процессы.

Поскольку вода практически не сжимается, при такте сжатия поршень движется вверх, но упирается в слой воды. Она не даёт полностью закончить такт и добраться до верхней точки своего движения. Цикл не заканчивается, возникает такое явление как гидроудар.

Гидроудары способны приводить к крайне серьёзным и опасным разрушениям элементов конструкции двигателя. Первым страдает в основном шатун. Происходит подобное из-за того, что шатун располагается между поршнем, который при этом упёрся в воду, и коленвалом, совершающим свои вращения по инерции. Это приводит к деформации шатуна. Он гнётся, поскольку фактически зажат между двумя элементами. Словно молот и наковальня.

Исходя из всего сказанного выше, гидроударом можно назвать попадание в пространство поршня внутри камеры сгорания воды. Из-за этого начинается активный разрушительный процесс, при котором могут гнуться и деформироваться элементы двигателя. Страдают шатуны, поршни, в цилиндрах образуются трещины.

Всё это оборачивается дорогостоящим ремонтом. А иногда, если вовремя не принять правильное решение, и продолжить при этом движение на повреждённом моторе, требуется полная замена силовой установки. А это крайне внушительные финансовые затраты.

Что такое гидроудар двигателя авто

Гидроудар— это случайное попадание воды в камеры внутреннего сгорания двигателя (зачастую она поступает через пути воздуховода) с последующим мощным ударом поршней об образовавшуюся пробку из жидкости. Так случается один из главных страхов автолюбителей: из-за подобного повреждения выходит из строя автомобильный двигатель.

Техническим языком, к гидроудару ДВС приводит следующее условие: количество жидкости в цилиндре оказывается больше общего объема камеры сгорания при положении поршня в верхней мертвой точке (далее ВМТ)

Все мы помним из основ уроков физики о важном свойстве воды, что она несжимаемая. Как развивается процесс нарушения при гидроударе двигателя машины?

Когда наступает момент такта сжатия и закрыты оба клапана, поршень движется вверх, чтобы сжать топливовоздушную смесь. Затем, при приближении поршня к верхней мёртвой точке, он буквально упирается в водный блок. В результате давление во внутренней полости цилиндра многократно вырастает.

На следующем этапе возникшая сила давления, направленная на поршень, передается через поршневой палец на шатун, тем самым вызывает в последнем напряжение сжатия. Мгновенно возрастает инерция вращающегося коленчатого вала. При работающей передаче коленвал по-прежнему прокручивается благодаря инерции автомобильного движения. В это же время шатун принимает удар на себя. По одну сторону заблокированный водой поршень, по другую — коленвал, вращение которого обеспечивается другими цилиндрами и всем весом автомобиля.

К чему же приведет такое развитие ситуации? К сильному повреждению шатуна: его стержень согнется в плоскости вращения коленвала. Из-за деформации он потеряет устойчивость под действием нагрузки сжатия, расстояние между центрами отверстий нижней и верхней головок уменьшится.

Что затем произойдет с двигателем автомобиля после гидроудара? Он остановится под тормозящим влиянием жидкости. Вне зависимости от частоты вращения слаженная работа всего механизма будет нарушена

Важно отметить, что случись гидроудар во время перемещения автомобиля на быстрых скоростях, то последствия для двигателя могут стать по-настоящему губительными.

Расчет гидравлического удара

Прямой гидравлический удар бывает тогда когда время закрытия задвижки t3 меньше фазы удара T, определяемой по формуле:

T=2lCu{\displaystyle T={\frac {2l}{Cu}}}

Здесь l{\displaystyle l} — длина трубопровода от места удара до сечения, в котором поддерживается постоянное давление, Cu{\displaystyle Cu} — скорость распространения ударной волны в трубопроводе, определяется по формуле Н.Е. Жуковского, м/с:

Cu=Ep11+EEtrDhk{\displaystyle Cu={\sqrt {\frac {E}{p}}}{\frac {1}{\sqrt {1+{\frac {E}{Etr}}{\frac {D}{h}}k}}}}

где E{\displaystyle E} — модуль объемной упругости жидкости, p{\displaystyle p} — плотность жидкости, Ep{\displaystyle {\sqrt {\frac {E}{p}}}} — скорость распространения звука в жидкости, Etr{\displaystyle Etr} — модуль упругости материала стенок трубы, D{\displaystyle D} — диаметр трубы, h{\displaystyle h} — толщина стенок трубы.

Для воды отношение EEtr{\displaystyle {\frac {E}{Etr}}} зависит от материала труб и может быть принято; для стальных — 0.01; чугунных — 0.02; ж/б — 0.1-0.14; асбестоцементных — 0.11; полиэтиленовых — 1-1.45

Коэффициент k{\displaystyle k} для тонкостенных трубопроводов применяется (стальные, чугунные, а/ц, полиэтиленовые) равным 1. Для ж/б

k=11+9.5a{\displaystyle k={\frac {1}{1+9.5a}}},

a=fh{\displaystyle a={\frac {f}{h}}} коэффициент армирования кольцевой арматурой (f{\displaystyle f} — площадь сечения кольцевой арматуры на 1м длины стенки трубы). Обычно a=0.015−0.05{\displaystyle a=0.015-0.05}
Повышение давления при прямом гидравлическом ударе определяется по формуле:

P=pCuVo{\displaystyle P=pCuVo}

где Vo{\displaystyle Vo} — скорость движения воды в трубопроводе до закрытия задвижки.

Если время закрытия задвижки больше фазы удара (t3>Т), такой удар называется непрямым. В этом случае дополнительное давление может быть определено по формуле:

P=2pVolt3{\displaystyle P={\frac {2pVol}{t3}}}

Результат действия удара выражают также величиной повышения напора H, которая равна:

при прямом ударе H=CuVog{\displaystyle H={\frac {CuVo}{g}}}

при непрямом H=2Volgt3{\displaystyle H={\frac {2Vol}{gt3}}}