1/Koncept

Vodni udar se imenuje tudi vodni udar. Med transportom vode (ali drugih tekočin) zaradi nenadnega odpiranja ali zapiranjaAPI metuljasti ventil, zaporni ventili, preverite ventile inkroglični ventiliNenadna zaustavitev vodnih črpalk, nenadno odpiranje in zapiranje vodilnih lopatic itd., pretok se nenadoma spremeni in tlak znatno niha. Učinek vodnega udara je živ izraz. Nanaša se na močan vodni udar, ki ga povzroči udarec vodnega toka na cevovod, ko se vodna črpalka zažene in ustavi. Ker je notranja stena cevi v vodovodni cevi gladka in voda prosto teče. Ko se odprt ventil nenadoma zapre ali se črpalka za oskrbo z vodo ustavi, bo pretok vode ustvaril pritisk na ventil in steno cevi, predvsem na ventil ali črpalko. Ker je stena cevi gladka, pod vplivom vztrajnosti naslednjega toka vode hidravlična sila hitro doseže maksimum in povzroči uničujoče učinke. To je "učinek vodnega udara" v hidravliki, torej pozitivni vodni udar. Nasprotno pa se pri nenadnem odprtju zaprtega ventila ali zagonu vodne črpalke pojavi tudi vodni udar, ki se imenuje negativni vodni udar, vendar ni tako močan kot prvi. Učinek tlaka povzroči obremenitev stene cevi in hrup, podobno kot udarec kladiva ob cev, zato se imenuje učinek vodnega udara.

2/Nevarnosti

Trenutni tlak, ki ga povzroči vodni udar, lahko doseže več deset ali celo več stokratnik normalnega obratovalnega tlaka v cevovodu. Takšna velika nihanja tlaka lahko povzročijo močne vibracije ali hrup v cevovodnem sistemu in poškodujejo spoje ventilov. To ima zelo škodljiv vpliv na cevovodni sistem. Da bi preprečili vodni udar, mora biti cevovodni sistem pravilno zasnovan, da se prepreči previsok pretok. Na splošno mora biti načrtovani pretok cevi manjši od 3 m/s, hitrost odpiranja in zapiranja ventilov pa je treba nadzorovati.
Ker se črpalka zažene in ustavi ter ventili prehitro odpirajo in zapirajo, se hitrost vode drastično spremeni, zlasti vodni udar, ki ga povzroči nenadna zaustavitev črpalke, kar lahko poškoduje cevovode, vodne črpalke in ventile ter povzroči, da se vodna črpalka obrne in zmanjša tlak v cevovodnem omrežju. Učinek vodnega udara je izjemno uničujoč: če je tlak previsok, bo povzročil pokanje cevi. Nasprotno, če je tlak prenizek, bo povzročil porušitev cevi in poškodbe ventilov in pritrdilnih elementov. V zelo kratkem času se pretok vode poveča od nič do nazivnega pretoka. Ker imajo tekočine kinetično energijo in določeno stopnjo stisljivosti, bodo velike spremembe pretoka v zelo kratkem času povzročile vplive visokega in nizkega tlaka na cevovod.

3/generiraj

Obstaja veliko razlogov za vodni udar. Pogosti dejavniki so naslednji:

1. Ventil se nenadoma odpre ali zapre;

2. Vodna črpalka se nenadoma ustavi ali zažene;

3. Ena sama cev prenaša vodo na višje ležeče mesto (višinska razlika na terenu za oskrbo z vodo presega 20 metrov);

4. Skupni dvig (ali delovni tlak) vodne črpalke je velik;

5. Hitrost pretoka vode v vodovodnem cevovodu je prevelika;

6. Vodovod je predolg in teren se močno spreminja.
7. Nepravilna gradnja je skrita nevarnost pri projektih vodovodnih cevovodov
(1) Na primer, proizvodnja cementnih opornih stebrov za T-kose, kolena, reduktorje in druge spoje ne izpolnjuje zahtev.
V skladu s "Tehničnimi predpisi za zakopane toge cevovode za oskrbo z vodo iz polivinilklorida" je treba na spojih, kot so T-kosi, kolena, reducirni kosi in druge cevi s premerom ≥ 110 mm, namestiti cementne potisne stebre, da se prepreči premikanje cevovoda. "Betonski potisni stebri" ne smejo biti nižjega razreda od C15 in jih je treba vliti na kraju samem na izkopano prvotno zemeljsko podlago in pobočje jarka. Nekateri gradbeni delavci ne posvečajo dovolj pozornosti vlogi potisnih stebrov. Zraven cevovoda zabijejo lesen kol ali zagozdijo železni zob, ki deluje kot potisni steber. Včasih je prostornina cementnega stebra premajhna ali pa ni vlit na prvotno zemljo. Po drugi strani pa nekateri potisni stebri niso dovolj močni. Posledično med delovanjem cevovoda potisni stebri ne morejo delovati in postanejo neuporabni, kar povzroči, da se cevni priključki, kot so T-kosi in kolena, premaknejo in poškodujejo.
(2) Samodejni izpušni ventil ni nameščen ali pa je položaj namestitve nerazumen.
V skladu z načelom hidravlike je treba na najvišjih točkah cevovodov v gorskih območjih ali hribih z velikimi valovi zasnovati in namestiti avtomatske izpušne ventile. Tudi na ravnih območjih z majhnim valovitim terenom je treba cevovode pri kopanju jarkov umetno zasnovati. Obstajajo vzponi in padci, ciklično naraščanje ali spuščanje, naklon ni manjši od 1/500, na najvišji točki vsakega kilometra pa sta zasnovana 1-2 izpušna ventila.
Ker med transportom vode po cevovodu plin uhaja in se kopiči v dvignjenih delih cevovoda, lahko celo povzroči zračne blokade. Ko pretok vode v cevovodu niha, se zračni žepi, ki nastanejo v dvignjenih delih, še naprej stiskajo in širijo, plin pa se ... Tlak, ki nastane po stiskanju, je več deset ali celo stokrat večji od tlaka, ki nastane po stiskanju vode (javni račun: Pump Butler). V tem primeru lahko ta del cevovoda s skritimi nevarnostmi privede do naslednjih situacij:
• Ko voda steče gorvodno skozi cev, kapljajoča voda izgine dolvodno. To se zgodi, ker zračna blazina v cevi blokira pretok vode in povzroči ločitev vodnega stolpca.
• Stisnjen plin v cevovodu se stisne do maksimalne meje in se hitro razširi, kar povzroči počenje cevovoda.
• Ko se voda iz visokega vodnega vira s gravitacijo prenaša navzdol z določeno hitrostjo, se po hitrem zaprtju zgornjega ventila zaradi vztrajnosti višinske razlike in pretoka vodni stolpec v zgornji cevi ne ustavi takoj. Še vedno se giblje z določeno hitrostjo. Hitrost teče navzdol. V tem času se v cevovodu ustvari vakuum, ker se zrak ne more pravočasno obnoviti, zaradi česar se cevovod zaradi negativnega tlaka izprazni in poškoduje.
(3) Jarek in zemlja za zasipanje ne ustrezata predpisom.
V gorskih območjih se pogosto pojavljajo neustrezni jarki, predvsem zaradi velike količine kamenja na določenih območjih. Jarki se izkopljejo ročno ali razstrelijo z eksplozivom. Dno jarka je zelo neravno in ima ostre kamne, ki štrlijo iz njega. V tem primeru je treba v skladu z ustreznimi predpisi odstraniti kamenje na dnu jarka in pred polaganjem cevovoda položiti več kot 15 centimetrov peska. Vendar so gradbeni delavci ravnali neodgovorno ali pa so pesek položili neposredno, ne da bi ga položili ali simbolično položili nekaj peska. Cevovod se položi na kamenje. Ko je zasipanje končano in se voda začne obratovati, ga zaradi teže samega cevovoda, navpičnega zemeljskega pritiska, obremenitve vozil na cevovod in superpozicije gravitacije podpira eden ali več ostrih dvignjenih kamnov na dnu cevovoda. Zaradi prekomerne koncentracije napetosti je zelo verjetno, da se bo cevovod na tej točki poškodoval in bo na tej točki razpokal vzdolž ravne črte. Temu ljudje pogosto pravijo "učinek zarezovanja".

4/Ukrepi

Obstaja veliko zaščitnih ukrepov za vodni udar, vendar je treba glede na možne vzroke vodnega udara sprejeti različne ukrepe.
1. Zmanjšanje pretoka vodovodnih cevovodov lahko do neke mere zmanjša tlak vodnega udara, vendar bo povečalo premer vodovodnih cevovodov in povečalo naložbo v projekt. Pri polaganju vodovodnih cevovodov je treba upoštevati, da se izognemo grbinam ali drastičnim spremembam naklona, da se skrajša dolžina vodovodnega cevovoda. Daljši kot je cevovod, večja je vrednost vodnega udara, ko je črpalka ustavljena. Od ene črpalne postaje do dveh črpališč se za povezavo obeh črpališč uporablja sesalni vodnjak.
Vodni udar ob ustavitvi črpalke

Tako imenovani vodni udar ob zaustavitvi črpalke se nanaša na pojav hidravličnega udara, ki ga povzročijo nenadne spremembe hitrosti pretoka v vodni črpalki in tlačnih ceveh, ko se ventil odpre in ustavi zaradi nenadnega izpada električne energije ali drugih razlogov. Na primer, okvara elektroenergetskega sistema ali električne opreme, občasna okvara enote vodne črpalke itd. lahko povzroči, da centrifugalna črpalka odpre ventil in se ustavi, kar povzroči vodni udar ob zaustavitvi črpalke. Velikost vodnega udara ob zaustavitvi črpalke je v glavnem povezana z geometrijskim tlakom črpališča. Višji kot je geometrijski tlak, večja je vrednost vodnega udara ob zaustavitvi črpalke. Zato je treba izbrati razumen tlak črpalke glede na dejanske lokalne razmere.

Najvišji tlak vodnega udara ob ustavitvi črpalke lahko doseže 200 % normalnega delovnega tlaka ali celo več, kar lahko uniči cevovode in opremo. Splošne nesreče povzročijo »puščanje vode« in izpad vode; resne nesreče pa povzročijo poplavo črpališča, poškodbo opreme in objektov, škodo ali celo telesne poškodbe ali smrt.

Po zaustavitvi črpalke zaradi nesreče počakajte, da se cev za nepovratnim ventilom napolni z vodo, preden jo zaženete. Pri zagonu črpalke ne odpirajte popolnoma izpustnega ventila vodne črpalke, sicer bo prišlo do močnega vodnega udara. V takšnih okoliščinah se v mnogih črpališčih pogosto zgodijo večje nesreče zaradi vodnega udara.

2. Namestitev naprave za odpravljanje vodnega udara
(1) Uporaba tehnologije za nadzor konstantne napetosti
Za krmiljenje črpalke s spremenljivo frekvenco vrtljajev in za samodejno krmiljenje delovanja celotnega sistema črpališča vode se uporablja PLC avtomatski krmilni sistem. Ker se tlak v vodovodnem omrežju nenehno spreminja s spremembami delovnih pogojev, se med delovanjem sistema pogosto pojavi nizek ali nadtlak, kar lahko zlahka povzroči vodni udar in posledično poškodbe cevovodov in opreme. Za krmiljenje cevovodnega omrežja se uporablja PLC avtomatski krmilni sistem. Zaznavanje tlaka, povratno krmiljenje zagona in zaustavitve vodne črpalke ter prilagajanje hitrosti, krmiljenje pretoka in s tem vzdrževanje tlaka na določeni ravni. Tlak dovoda vode črpalke je mogoče nastaviti z krmiljenjem mikroračunalnika, da se vzdržuje konstanten tlak v dovodu vode in se prepreči prekomerno nihanje tlaka. Verjetnost vodnega udara se zmanjša.
(2) Namestite eliminator vodnega udara
Ta naprava v glavnem preprečuje vodni udar, ko je črpalka ustavljena. Običajno je nameščena v bližini izhodne cevi vodne črpalke. Za doseganje nizkega tlaka samodejno deluje s tlakom v sami cevi. To pomeni, da ko je tlak v cevi nižji od nastavljene zaščitne vrednosti, se odtočna odprtina samodejno odpre za odtok vode. Razbremenitev tlaka se uporablja za uravnoteženje tlaka v lokalnih cevovodih in preprečevanje vpliva vodnega udara na opremo in cevovode. Eliminatorje lahko na splošno razdelimo na dve vrsti: mehanske in hidravlične. Mehanske eliminatorje se po delovanju ročno obnovijo, medtem ko se hidravlični eliminatorji lahko samodejno ponastavijo.
(3) Na izpustno cev vodne črpalke velikega premera namestite počasno zapiralni povratni ventil.

Učinkovito lahko odpravi vodni udar, ko je črpalka ustavljena, vendar ker se določena količina vode vrne nazaj, koAPI 609Ko se ventil aktivira, mora imeti sesalni vodnjak prelivno cev. Obstajata dve vrsti počasno zapirajočih povratnih ventilov: kladivasti in energijsko shranjevalni. Ta vrsta ventila lahko po potrebi prilagodi čas zapiranja ventila v določenem območju (vljudno vas vabimo, da sledite: Pump Butler). Na splošno se ventil zapre za 70 % do 80 % v 3 do 7 sekundah po izpadu električne energije. Preostalih 20 % do 30 % časa zapiranja se prilagodi glede na pogoje vodne črpalke in cevovoda, običajno v območju od 10 do 30 sekund. Omeniti velja, da je vloga počasno zapirajočega povratnega ventila zelo omejena, ko se v cevovodu pojavi grba in vodni udar.
(4) Postavite enosmerni stolp za regulacijo tlaka
Zgrajen je v bližini črpališča ali na ustreznem mestu na cevovodu, višina enosmernega tlačnega stolpa pa je nižja od tlaka v cevovodu. Ko je tlak v cevovodu nižji od gladine vode v stolpu, stolp za regulacijo tlaka dovaja vodo v cevovod, da prepreči preboj vodnega stebra in premosti vodni udar. Vendar je njegov učinek zmanjševanja tlaka na vodni udar, ki ni vodni udar pri zaustavitvi črpalke, na primer vodni udar pri zapiranju ventilov, omejen. Poleg tega mora biti delovanje enosmernega ventila, ki se uporablja v enosmernem stolpu za regulacijo tlaka, popolnoma zanesljivo. Ko ventil odpove, lahko povzroči velik vodni udar.
(5) V črpalni postaji namestite obvodno cev (ventil)
Ko črpalni sistem deluje normalno, je nepovratni ventil zaprt, ker je tlak vode na tlačni strani črpalke višji od tlaka vode na sesalni strani. Ko nenamerni izpad električne energije nenadoma ustavi črpalko, tlak na izhodu črpališča močno pade, tlak na sesalni strani pa močno naraste. Zaradi te razlike v tlaku prehodni visoki tlak vode v sesalni cevi odpre ploščo nepovratnega ventila in teče do prehodnega nizkega tlaka vode v tlačni cevi, kar povzroči povečanje nizkega tlaka vode; po drugi strani pa se zmanjša tudi dvig tlaka vodnega udara na sesalni strani vodne črpalke. Na ta način se nadzoruje dvig in padec tlaka vodnega udara na obeh straneh črpališča, s čimer se učinkovito zmanjša in prepreči nevarnost vodnega udara.
(6) Namestite večstopenjski povratni ventil
V dolgem vodovodnem cevovodu dodajte enega ali večpovratni ventiliVodovodno cev razdelite na več odsekov in na vsak odsek namestite nepovratni ventil. Ko se voda v vodovodni cevi med vodnim udarom vrne nazaj, se vsak nepovratni ventil zapre drug za drugim, da se povratni tok razdeli na več odsekov. Ker je hidrostatični tlak v vsakem odseku vodovodne cevi (ali odseka povratnega toka) precej majhen, se pretok vode zmanjša. Povečanje udarnega toka. Ta zaščitni ukrep se lahko učinkovito uporabi v primerih, ko je geometrijska višinska razlika dovoda vode velika; vendar ne more odpraviti možnosti ločitve vodnega stebra. Njegova največja pomanjkljivost je: povečana poraba energije vodne črpalke med normalnim delovanjem in povečani stroški oskrbe z vodo.