Palu air di saluran pipa adalah lonjakan tekanan seketika. Perbedaannya terkait dengan perubahan tajam dalam kecepatan aliran air. Selanjutnya, kita akan mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana kejutan hidrolik terjadi pada pipa.
Delusi Utama
Hasil pengisian cairan pada ruang over-piston di mesin dengan konfigurasi yang sesuai (piston) dianggap sebagai kejutan hidrolik. Akibatnya, piston tidak mencapai titik mati dan mulai memampatkan air. Ini, pada gilirannya, menyebabkan kegagalan mesin. Khususnya, putusnya batang atau batang penghubung, putusnya stud di kepala silinder, pecahnya gasket.
Klasifikasi
Sesuai dengan arah lonjakan tekanan, palu air dapat berupa:
- Positif. Dalam hal ini, peningkatan tekanan terjadi karena start pompa yang tajam atau penyumbatan pipa.
- Negatif. Dalam hal ini, kita berbicara tentang penurunan tekanan akibat membuka peredam atau mematikan pompa.
Sesuai waktuperambatan gelombang dan periode penutupan katup (atau katup penutup lainnya), di mana palu air terbentuk di dalam pipa, itu dibagi menjadi:
- Lurus (penuh).
- Tidak Langsung (tidak lengkap).
Dalam kasus pertama, bagian depan gelombang yang terbentuk bergerak ke arah yang berlawanan dengan arah awal aliran air. Pergerakan lebih lanjut akan tergantung pada elemen pipa, yang terletak sebelum katup tertutup. Besar kemungkinan muka gelombang akan melewati berulang kali arah maju dan mundur. Dengan palu air yang tidak lengkap, aliran tidak hanya dapat mulai bergerak ke arah lain, tetapi juga sebagian mengalir lebih jauh melalui katup jika tidak sepenuhnya tertutup.
Konsekuensi
Yang paling berbahaya dianggap palu air positif dalam sistem pemanas atau pasokan air. Jika lonjakan tekanan terlalu tinggi, saluran mungkin rusak. Secara khusus, retakan memanjang muncul pada pipa, yang kemudian menyebabkan perpecahan, pelanggaran kekencangan pada katup. Karena kegagalan ini, peralatan pipa mulai gagal: penukar panas, pompa. Dalam hal ini, kejutan hidrolik harus dicegah atau dikurangi. Tekanan air menjadi maksimum dalam proses perlambatan aliran ketika semua energi kinetik ditransfer ke pekerjaan peregangan dinding utama dan kompresi kolom cairan.
Penelitian
Eksperimental dan teoritis mempelajari fenomena pada tahun 1899 Nikolai Zhukovsky. Peneliti telah mengidentifikasipenyebab syok hidrolik. Fenomena ini disebabkan oleh fakta bahwa dalam proses penutupan saluran yang dilalui fluida, atau ketika ditutup dengan cepat (ketika saluran buntu terhubung ke sumber energi hidrolik), perubahan tajam dalam tekanan dan kecepatan air yang terbentuk. Hal ini tidak seluruh pipa pada waktu yang sama. Jika dalam hal ini pengukuran tertentu dilakukan, maka dapat diungkapkan bahwa perubahan kecepatan terjadi dalam arah dan besarnya, dan tekanan - baik dalam arah penurunan dan peningkatan relatif terhadap yang awal. Semua ini berarti bahwa proses osilasi terjadi di garis. Hal ini ditandai dengan penurunan periodik dan peningkatan tekanan. Seluruh proses ini dicirikan oleh kefanaan dan disebabkan oleh deformasi elastis dari cairan itu sendiri dan dinding pipa. Zhukovsky membuktikan bahwa kecepatan rambat gelombang berbanding lurus dengan kompresibilitas air. Jumlah deformasi dinding pipa juga penting. ditentukan oleh modulus elastisitas bahan. Kecepatan gelombang juga tergantung pada diameter pipa. Lonjakan tekanan yang tiba-tiba tidak dapat terjadi pada saluran yang berisi gas, karena saluran tersebut cukup mudah terkompresi.
Progres proses
Dalam sistem pasokan air otonom, seperti rumah pedesaan, pompa lubang bor dapat digunakan untuk menciptakan tekanan di saluran. Palu air terjadi ketika konsumsi cairan tiba-tiba berhenti - ketika keran dimatikan. Aliran air bergerak bersamajalan raya, tidak bisa berhenti seketika. Kolom cairan oleh inersia menabrak pipa "jalan buntu", yang terbentuk ketika keran ditutup. Dalam hal ini, relai tidak menyelamatkan dari palu air. Itu hanya bereaksi terhadap lonjakan, mematikan pompa setelah katup ditutup dan tekanan melebihi nilai maksimum. Shutdown, seperti menghentikan aliran air, tidak langsung.
Contoh
Seseorang dapat mempertimbangkan pipa dengan tekanan konstan dan pergerakan fluida yang bersifat konstan, di mana katup tiba-tiba ditutup atau katup gerbang tiba-tiba ditutup. Dalam sistem pasokan air di bawah lubang, palu air biasanya terjadi ketika katup periksa lebih tinggi dari ketinggian air statis (9 meter atau lebih) atau bocor saat katup berikutnya di atas menahan tekanan. Dalam kedua kasus, pelepasan sebagian terjadi. Kali berikutnya pompa dihidupkan, air berkecepatan tinggi akan mengisi ruang hampa. Cairan menimpa katup periksa yang tertutup dan aliran di atasnya, menyebabkan lonjakan tekanan. Hasilnya adalah palu air. Ini berkontribusi tidak hanya pada pembentukan retakan dan penghancuran sambungan. Ketika terjadi lonjakan tekanan, pompa atau motor listrik (dan terkadang kedua elemen sekaligus) rusak. Fenomena ini dapat terjadi pada sistem penggerak hidrolik perpindahan positif ketika katup spool digunakan. Ketika salah satu saluran pembuangan diblokir oleh kumparancair timbul proses yang dijelaskan di atas.
Perlindungan terhadap palu air
Kekuatan gelombang akan tergantung pada laju aliran sebelum dan sesudah pemblokiran jalan raya. Semakin intens gerakannya, semakin kuat dampaknya ketika tiba-tiba berhenti. Kecepatan aliran itu sendiri akan tergantung pada diameter saluran. Semakin besar penampang, semakin lemah gerakan fluida. Dari sini dapat disimpulkan bahwa penggunaan pipa besar mengurangi kemungkinan palu air atau melemahkannya. Cara lain adalah dengan menambah durasi mematikan pasokan air atau menyalakan pompa. Elemen penutup tipe katup digunakan untuk menutup pipa secara bertahap. Khusus untuk pompa, digunakan soft start kit. Mereka memungkinkan tidak hanya untuk menghindari palu air selama penyalaan, tetapi juga secara signifikan meningkatkan masa pakai pompa.
Kompensator
Opsi perlindungan ketiga melibatkan penggunaan perangkat peredam. Ini adalah tangki ekspansi membran, yang mampu "memadamkan" lonjakan tekanan yang dihasilkan. Kompensator palu air bekerja sesuai dengan prinsip tertentu. Itu terletak pada kenyataan bahwa dalam proses peningkatan tekanan, piston bergerak dengan cairan dan elemen elastis (pegas atau udara) dikompresi. Akibatnya, proses kejutan diubah menjadi proses berosilasi. Karena disipasi energi, yang terakhir meluruh cukup cepat tanpa peningkatan tekanan yang signifikan. Kompensator digunakan di saluran pengisian. Ini sedang dikenakan biayakompresi udara pada tekanan 0,8-1,0 MPa. Perhitungan dibuat kira-kira, sesuai dengan kondisi penyerapan energi kolom penggerak air dari tangki pengisian atau akumulator ke kompensator.
