Vodné kladivo vo vodovodnom systéme ako dokázať. Čo je to vodné kladivo v potrubí - príčiny a dôsledky

V potrubiach ide o okamžitý tlakový skok. Rozdiel je spojený s prudkou zmenou rýchlosti prúdu vody. Ďalej sa dozvieme viac o tom, ako dochádza k hydraulickému šoku v potrubiach.

Základná mylná predstava

Mylne sa považuje za vodné kladivo ako výsledok plnenia priestoru nad piestom kvapalinou v motore zodpovedajúcej konfigurácie (piestu). V dôsledku toho sa piest nedostane do mŕtveho bodu a začne stláčať vodu. To zase vedie k poruche motora. Najmä na zlomenie tyče alebo ojnice, zlomenie čapov v hlave valca, prasknutie tesnení.

Klasifikácia

V závislosti od smeru tlakového rázu môže byť vodné kladivo:

Podľa doby šírenia vlny a doby zatvárania ventilu (alebo iných ventilov), počas ktorej sa v potrubí vytvoril vodný ráz, sa delí na:

• Priame (úplné).
• Nepriame (neúplné).

V prvom prípade sa čelo vytvorenej vlny pohybuje v smere opačnom k ​​pôvodnému smeru prúdenia vody. Ďalší pohyb bude závisieť od prvkov potrubia, ktoré sú umiestnené pred uzavretým ventilom. Je pravdepodobné, že čelo vlny bude opakovane prechádzať smerom dopredu a dozadu. Pri neúplnom vodnom kladive sa tok môže nielen začať pohybovať v opačnom smere, ale tiež čiastočne prechádzať ďalej cez ventil, ak nie je úplne uzavretý.

Dôsledky

Za najnebezpečnejšie sa považuje pozitívne vodné kladivo v systéme vykurovania alebo zásobovania vodou. Ak je tlakový ráz príliš vysoký, vedenie môže byť poškodené. Najmä na potrubiach sa objavujú pozdĺžne trhliny, ktoré následne vedú k rozdeleniu, narušeniu tesnosti ventilov. V dôsledku týchto porúch začnú inštalatérske zariadenia zlyhávať: výmenníky tepla, čerpadlá. V tomto ohľade je potrebné zabrániť alebo znížiť hydraulický šok. sa stáva maximálnym v procese spomalenia prietoku, keď sa všetka kinetická energia prenesie na prácu pri naťahovaní stien potrubia a stláčaní stĺpca kvapaliny.

Výskum

Experimentálne a teoreticky študoval jav v roku 1899. Výskumník identifikoval príčiny hydraulického šoku. Tento jav je spôsobený skutočnosťou, že v procese uzatvárania potrubia, cez ktoré tekutina preteká, alebo keď je rýchlo uzavreté (keď je slepý kanál pripojený k zdroju hydraulickej energie), dochádza k prudkej zmene tlaku a vytvára sa rýchlosť vody. Nie je po celom potrubí súčasne. Ak sa v tomto prípade vykonajú určité merania, potom sa dá zistiť, že k zmene rýchlosti dochádza v smere a veľkosti a tlaku - v smere poklesu aj nárastu vzhľadom na originál. To všetko znamená, že v linke prebieha oscilačný proces. Je charakterizovaný periodickým poklesom a zvýšením tlaku. Celý tento proces je charakterizovaný prechodnosťou a je spôsobený pružnými deformáciami samotnej kvapaliny a stien potrubia. Žukovskij dokázal, že rýchlosť, ktorou sa vlna šíri, je priamo úmerná stlačiteľnosti vody. Dôležitá je aj miera deformácie stien potrubia. Je určený modulom pružnosti materiálu. Rýchlosť vĺn závisí aj od priemeru potrubia. V potrubí naplnenom plynom nemôže dôjsť k prudkému skoku tlaku, pretože je pomerne ľahko stlačený.

Postup procesu

V autonómnom systéme zásobovania vodou, ako je vidiecky dom, sa môže použiť čerpadlo vrtu na vytvorenie tlaku v potrubí. nastáva pri náhlom zastavení príjmu tekutín – pri odstavení kohútika. Prúd vody, ktorý spôsobil pohyb po diaľnici, sa nedokáže okamžite zastaviť. Stĺpec kvapaliny zotrvačnosťou narazí do vodovodnej „slepej uličky“, ktorá sa vytvorila pri zatvorení kohútika. V tomto prípade relé nezachráni pred vodným kladivom. Reaguje len na ráz, po zatvorení ventilu vypne čerpadlo a tlak prekročí maximálnu hodnotu. Vypnutie, podobne ako zastavenie toku vody, nie je okamžité.

Príklady

Je možné uvažovať o potrubí s konštantným tlakom a pohybom tekutiny konštantného charakteru, v ktorom bol náhle uzavretý ventil alebo náhle uzavretý posúvač. Vo vodnom systéme zvodnej jamy sa vodné rázy zvyčajne vyskytujú, keď je spätný ventil vyššie ako statická hladina vody (9 metrov alebo viac) alebo presakuje, zatiaľ čo najbližší vyšší ventil udržiava tlak. V oboch prípadoch dochádza k čiastočnému výboju. Pri ďalšom spustení čerpadla voda s vysokou rýchlosťou vyplní vákuum. Kvapalina naráža na uzavretý spätný ventil a prúd nad ním, čo spôsobuje tlakový ráz. Výsledkom je vodné kladivo. Prispieva nielen k tvorbe trhlín a deštrukcii kĺbov. Keď dôjde k tlakovému rázu, dôjde k poškodeniu čerpadla alebo elektromotora (a niekedy aj oboch prvkov naraz). Tento jav sa môže vyskytnúť v objemových hydraulických pohonných systémoch, keď sa používa cievkový ventil. Keď je jeden z kanálov na vstrekovanie kvapaliny zablokovaný cievkou, nastanú procesy opísané vyššie.

Ochrana proti vodnému kladivu

Sila rázu bude závisieť od rýchlosti prúdenia pred a po vypnutí linky. Čím intenzívnejší je pohyb, tým silnejší je náraz pri náhlom zastavení. Rýchlosť samotného toku bude závisieť od priemeru vlasca. Čím väčší je prierez, tým slabší je pohyb tekutiny. Z toho možno vyvodiť záver, že použitie veľkých potrubí znižuje pravdepodobnosť vodného rázu alebo ho oslabuje. Ďalším spôsobom je predĺžiť trvanie vypnutia prívodu vody alebo zapnutia čerpadla. Na postupné uzatváranie potrubia sa používajú uzatváracie prvky ventilového typu. Najmä pre čerpadlá sa používajú sady pre mäkký štart. Umožňujú nielen zabrániť vodnému rázu počas zapínania, ale tiež výrazne zvýšiť životnosť čerpadla.

Kompenzátory

Tretia možnosť ochrany zahŕňa použitie tlmiča. Ide o membránovú expanznú nádrž, ktorá je schopná „uhasiť“ vzniknuté tlakové rázy. Kompenzátory vodného rázu pracujú podľa určitého princípu. Spočíva v tom, že v procese zvyšovania tlaku sa piest pohybuje kvapalinou a pružný prvok (pružina alebo vzduch) je stlačený. V dôsledku toho sa šokový proces transformuje na oscilačný. V dôsledku rozptylu energie sa tento rozpadá pomerne rýchlo bez výrazného zvýšenia tlaku. Kompenzátor sa používa v plniacej linke. Plní sa stlačeným vzduchom pod tlakom 0,8-1,0 MPa. Výpočet sa robí približne v súlade s podmienkami absorpcie energie hnacieho stĺpca vody z plniacej nádrže alebo akumulátora do kompenzátora.

Podľa štatistík sa asi 60 % všetkých deštrukcií (prerazení) potrubí vyskytuje v dôsledku vodného rázu, čo je krátkodobý, prudký a výrazný tlakový ráz v potrubí, ktorý je výsledkom náhlej zmeny rýchlosti prúdenia tekutiny. Zvyčajnými znakmi, ktoré sprevádzajú tento vážny problém, sú kliknutia, klepanie a iný hluk, ktorý sa vyskytuje v komunikácii, ktorá nám dodáva vodu a teplo. Mnohí im ani nevenujú pozornosť, ale vodné kladivo vo vodovodnom systéme vedie k poškodeniu zariadenia, prasklinám a rozštiepeniu potrubia. Prísne dodržiavanie pravidiel prevádzky potrubí a modernizácia inžinierskych sietí pomôže predchádzať mimoriadnej udalosti.

Povaha vodného kladiva, možné príčiny

Majitelia súkromných domov s negramotnou inžinierskou komunikáciou často počujú charakteristické kliknutie a klopanie, čo naznačuje, že v uzavretom systéme došlo ku krátkodobému prudkému zvýšeniu tlaku v dôsledku náhleho zastavenia pohybu tekutiny pozdĺž okruhu alebo náhleho obnovenia. jeho obehu.

Keď sa prúd tekutiny pohybujúci sa určitou rýchlosťou zrazí s prekážkou (vzduch alebo ventily), jeho rýchlosť sa nezmení okamžite, ale rýchlo sa zväčšuje objem, zvyšuje sa tlak a niekedy dosahuje 10 a viac atmosfér. Ak „prebytok“ nemá kam ísť, potom hrozí prasknutie potrubia.

Možné príčiny vodného rázu:

• spustenie, zastavenie a porucha čerpadla alebo jeho núdzové vypnutie;
• vzduch v systéme;
• náhle zastavenie toku kvapaliny v okruhu, spôsobené rýchlym otváraním a zatváraním uzatváracích ventilov: kohútiky, ventily atď.

Posledný dôvod je najtypickejší, keďže ventilové ventily svojim hladkým chodom nahradili modernejšie a „ostrejšie“ guľové ventily.

Ak sa zo systému neodstráni vzduch, pri otvorení guľového ventilu sa zrazí vzduchová hmota a prakticky nestlačiteľná kvapalina, v dôsledku čoho sa hodnota tlaku môže zvýšiť až na niekoľko desiatok atmosfér. Takýto pravidelný „test pevnosti“ má veľmi negatívny vplyv na stav systému ako celku a najmä potrubí, výsledok nie je ťažké predvídať.

Systém vykurovania v továrni je bežným problémom. V našom článku sa dozviete, ako vypustiť vzduch z batérií:.

Nepríjemné následky a metódy ochrany proti vodnému kladivu

Bariéra, ktorá sa náhle objaví v dráhe toku tekutiny, vytvára tlak, ktorý sa teoreticky môže zvyšovať donekonečna. V tomto prípade tuhé prvky systému zažívajú najsilnejšie zaťaženie a postupne alebo náhle sa zrútia.

Následky vodného rázu môžu byť poľutovaniahodné, najmä v prípade starých potrubí.

Nehody, ktoré spôsobujú vodné rázy vo vykurovacom systéme, sú sprevádzané množstvom charakteristických problémov:

• zničenie potrubí a zariadení vykurovacích sietí;
• prasknutie vykurovacích zariadení;
• popáleniny;
• dlhodobé prerušenie dodávky tepla a vody;
• záplavy domov a škody na majetku.

Najzraniteľnejšie voči hydraulickým otrasom sú dlhé potrubia, ako napríklad podlahové kúrenie. Na zabezpečenie „podzemného“ systému je vybavený termostatickým ventilom, ktorého montáž treba zveriť do rúk dobrým odborníkom, inak sa v systéme objaví ďalší rizikový faktor.

Kompetentná ochrana vykurovacích alebo vodovodných systémov pred vodným rázom je zameraná na zníženie ich intenzity a neutralizáciu účinkov nadmerného tlaku.

Žiadne náhle pohyby

Najjednoduchší spôsob, ako sa chrániť pred vodným rázom, je plynulé zapínanie a vypínanie ventilov. Táto nuansa je jasne uvedená v predpisoch pre prevádzku systémov centralizovaného zásobovania vodou a vykurovania. Pravidlo bez akýchkoľvek výhrad je možné rozšíriť aj na autonómne siete.

Pointa je, že plynulé zapínanie a vypínanie predlžuje proces zvyšovania tlaku v čase. Energia vodného kladiva nepôsobí naraz celou svojou silou, ale je rozdelená do niekoľkých časových úsekov. V tomto prípade síce celková sila nárazu zostáva rovnaká, ale výkon klesá.

Možnosť využitia automatizácie

Hladký štart a zastavenie inžinierskeho systému môže byť úplne zverené automatizácii. Čerpadlá s automatickou reguláciou otáčok elektromotora po naštartovaní plynule zvyšujú tlak v potrubí a tiež systematicky pracujú v opačnom poradí. Softvér nielen sleduje zmenu tlaku, ale tlak aj automaticky upravuje.

Najlepší efekt poskytuje komplexná modernizácia systému, ktorá pomôže zabrániť vodnému rázu v potrubí. Zahŕňa množstvo rôznych aktivít.

Kompenzátory vodných rázov, tlmiče, hydraulické akumulátory

Dôležitým prvkom v systémoch vykurovania a zásobovania vodou je kompenzátor vodného rázu (aka tlmič, aka) - zariadenie, ktoré vykonáva tri dôležité úlohy naraz: akumuluje (akumuluje) kvapalinu; prijíma prebytočnú tekutinu zo systému, čím pomáha znižovať tlak v ňom; preto prispieva k tlmeniu vodného rázu, ak k nemu dôjde.

Kompenzátor vodného rázu (tlmič) je inštalovaný na najviac "nebezpečných" miestach

Kompenzátor je uzavretá oceľová nádrž s elastickou membránou a zabudovaným vzduchovým ventilom. Objem môže byť úplne zanedbateľný aj dosť veľký.

Zaujímavé! V Európe, ak nie je v sieti nainštalovaný hydraulický kompenzátor, záruka na domáce spotrebiče, ako je práčka, bojler alebo umývačka riadu, sa nevydáva.

Na ochranu čerpacej stanice, napríklad pri náhlom zastavení čerpadla, sa používa špeciálny membránový ochranný ventil proti vodnému rázu s pevným tesnením. Je ovládaný tlakom kvapaliny a má veľmi užitočnú funkciu rýchleho uvoľnenia tlaku. Nainštalujte ho za spätný ventil, na výstupe z potrubia, vedľa čerpadla.

Ventil je spoľahlivé bezpečnostné zariadenie v tlakových systémoch.

Inštalácia zariadenia na tlmenie nárazov

Efektívnym spôsobom ochrany je inštalácia zariadenia na tlmenie nárazov (potrubia z plastu alebo žiaruvzdornej gumy) v smere cirkulácie kvapaliny pred termostat. Elastický materiál spontánne tlmí energiu vodného rázu. Dostatočná dĺžka - 20-30 cm, pre veľmi dlhé potrubie je možné tlmič zväčšiť o 10 cm.

Šunovanie doma

Tí, ktorí sú oboznámení s dizajnom termostatu, môžu do termostatického ventilu nainštalovať bočník s lúmenom 0,4 mm alebo jednoducho urobiť otvor s rovnakým priemerom. Pri bežnej prevádzke takáto inovácia nijako neovplyvní systém, ale pri preťažení plynulo zníži tlak.

Dôležité! Posun ako spôsob ochrany proti vodnému rázu je použiteľný len pre autonómne siete s novými potrubiami. Sediment a hrdza centrálnych komunikácií ho robia úplne neúčinným.

Termostat so super ochranou

Niekedy sa používa termostat so špeciálnou ochranou proti vodnému kladivu. Takéto zariadenia majú pružinový mechanizmus inštalovaný medzi ventilom a tepelnou hlavou. Pri nadmernom tlaku sa pružina aktivuje a neumožňuje úplné zatvorenie ventilu, akonáhle sa výkon vodného kladiva zníži, ventil sa hladko uzavrie. Nainštalujte takýto termostat presne v smere šípky na kryte.

Vodné kladivo v systémoch zásobovania vodou a teplom je pomerne častým a nebezpečným javom, ale existuje mnoho spôsobov, ako môžete neutralizovať nepríjemné následky tohto javu a predĺžiť životnosť domácich spotrebičov a potrubí.

Potrubie v prípade zásobovania vodou a ako vykurovacie teleso domu alebo bytu je pevnou konštrukciou, ktorá vydrží veľké zaťaženie a funguje desiatky rokov. Čo sa týka tlaku, kov, plast bez problémov vydržia vnútorný tlak 4 atmosféry a aj keď sa táto hodnota z nejakého dôvodu krátkodobo prekročí o 1-2 jednotky, nič zlé sa nestane.

Existuje však niečo ako vodné rázy v potrubiach, v ktorých vnútorný tlak prudko stúpa na 10-20 atmosfér a existuje vážne riziko prasknutia horúcich alebo studených prívodných potrubí.

Povaha vodného kladiva

Nie je ťažké charakterizovať alebo opísať vodné kladivo, pomôže v tom fungujúca predstavivosť a minimálna znalosť fyziky. Predstavte si, ako voda preteká potrubím, pohybuje sa určitou rýchlosťou a na steny potrubia pôsobí tlakom 2-3 atmosfér.

Zrazu sa však na ceste prúdu vody objaví prekážka, môže to byť:

• Vzdušnosť - vyplývajúca z nesprávnej prevádzky vodovodného systému, jeho negramotného dizajnu atď. (každý vie, že je potrebné otvoriť ventily, aby sa uvoľnil vzduch pred prívodom vody, zvyčajne hovoríme o vykurovacích systémoch).
• Uzatváracie ventily - prvok ventilu, ventilu alebo guľového ventilu, ktorý blokuje potrubie s cieľom zastaviť vodu a zabrániť jej ďalšiemu prietoku cez vodovodný systém. Každé a ďalšie vodovodné potrubie je v určitých oblastiach vybavené takýmito kohútikmi.

Tvárou v tvár takejto prekážke nemôže prúd vody okamžite znížiť svoju rýchlosť, čo znamená, že pri rovnakej rýchlosti dôjde v určitej oblasti k pokusu, to znamená k prudkému skoku tlaku. Potrubie v takejto situácii je testované na pevnosť kolosálnym nárastom atmosfér a nemusí to vydržať.

To vedie k záveru, že vodný ráz v potrubí je častou príčinou jeho zničenia a čím dlhšie vodovodný systém vydrží, tým je zraniteľnejší, najmä v prípade kovových rúrok podliehajúcich korózii.

Možné dôvody

Problém je v tom, že tento jav môže mať veľa dôvodov, ale tri sa považujú za bežné:

1. Ostré spustenie alebo zastavenie bežiaceho čerpadla, ako aj jeho porucha alebo núdzové vypnutie;
2. Núdzové zastavenie kvapaliny pretekajúcej potrubím uzavretím uzatváracích ventilov;
3. Prekážka v ceste toku tekutiny v myšlienke vzduchového zámku.

Prípad s prevádzkou alebo poruchou čerpadla je z tohto zoznamu najmenej pravdepodobný. K prerazeniu kanalizácie alebo vodovodu v dôsledku vodného rázu dochádza z tohto dôvodu menej často ako na iných miestach. Vysvetľuje to skutočnosť, že pre mnohých nie je čerpadlo vôbec nainštalované, a ak áno, takéto zariadenie je vybavené ochrannými systémami.

Častejším výskytom je vodný ráz v dôsledku tvorby a prívodu vody vzduchovým uzáverom. Tento prípad je nebezpečný, pretože pri kontakte prúdu vody so vzdušnosťou sa rýchlosť tekutiny neznižuje a tlak a vzduch v uzavretom prostredí nemajú kam ísť, čo hrozí silným nárastom atmosférického tlaku. Ak potrubie prežije 1-2 krát, časté incidenty povedú k úplným následkom a prasknutie potrubia je nevyhnutné.

Podľa štatistík je najčastejšou príčinou vodného rázu práve prudké zatváranie ventilov. Tento faktor sa značne zhoršil, keď sa rozšíril. Faktom je, že pri ventilovom ventile sa prietok vody blokoval postupne, postupným otáčaním ventilu a tlak v potrubí zostal v prijateľných medziach. Technológia však pracuje mnohonásobne rýchlejšie a pohybujúca sa kvapalina vo vnútri potrubia náhle narazí na prekážku bez spomalenia, čo vedie k vážnemu opotrebovaniu zariadenia v dôsledku zvýšeného zaťaženia a zvyšuje riziko vodného rázu. V takýchto situáciách ani kompenzátory nie vždy zachraňujú.

Nepríjemné následky a metódy ochrany proti vodnému kladivu

Faktom je, že teoreticky môže vnútorný tlak v potrubí rásť bez zastavenia a dosiahnuť akúkoľvek silu. Dôsledky v takýchto situáciách budú nasledovné:

• Prielom potrubia, zničenie potrubia alebo systému zásobovania teplom;
• Deformácia alebo zničenie vykurovacích zariadení;
• V dôsledku toho - ukončenie a teplo v čase opravy;
• Popáleniny od obyvateľov, ktorí boli v tesnej blízkosti počas vodného kladiva;
• Vodný ráz v potrubí vedie k zaplaveniu vášho pozemku a susedov bývajúcich pod vami (v prípade bytov).

Pri pohľade na tento neúplný zoznam možných následkov chcem vedieť o metódach ochrany proti vodnému kladivu. Ako sa chrániť pred prípadným nešťastím?

Prvým a najvýznamnejším argumentom v prospech ochrany pred hydraulickými otrasmi sú potrubné kompenzátory. Tieto špeciálne zariadenia sú schopné nasať časť kvapaliny zo všeobecného systému so zvýšením vnútorného tlaku a tým ho znížiť. Typy kompenzátorov zásobovania vodou sú rôzne, ale najpoužívanejšie sú vlnovce, šošovky a upchávky kvôli ich prevádzkovým vlastnostiam.

Ďalším spôsobom ochrany je vodný rázový ventil. Toto zariadenie je inštalované vo vysokotlakových systémoch a pri použití čerpadla. Akýsi hydraulický tlmič, ventil sa otvára a uvoľňuje nadmerný tlak pri svojom prudkom skoku.

Uistite sa, že vo svojich domoch a apartmánoch nainštalujete kohútiky, ktoré vám umožnia uzavrieť prívod vody. Takže môžete rýchlo vypnúť vodu v núdzových situáciách a chrániť sa pred možnými následkami, aj keď sa vyskytnú problémy.

POZERAJ VIDEO

Ochrana potrubí konvenčnými metódami alebo skôr preventívnymi opatreniami je povinná. Nosnú výstuž uzatvárajte postupne, potrubia vopred odvzdušnite a nainštalujte kompenzátor vodného rázu, najlepšie veľkého objemu.

Vodný ráz je krátkodobý tlakový ráz v systéme naplnenom kvapalinou. Podobný jav nastane, ak prúd tekutiny náhle narazí na prekážku, ktorá sa mu objaví v ceste. Stáva sa to, keď sa napríklad náhle zatvoria uzatváracie ventily alebo sa náhle zastaví tlakové čerpadlo.

Po zrážke s prekážkou prúd vody pokračuje v inerciálnom prúdení rovnakou rýchlosťou, avšak injektujú sa nové vrstvy prúdenia, čím sa zhutňujú vrstvy, ktoré už narazili na prekážku. Z toho sa rýchlo zvyšuje tlak v potrubiach, ktoré sa rozťahujú a môžu kedykoľvek preraziť. Výskytu problému môžu predchádzať cudzie zvuky, kliknutia a klepania v potrubí, ako aj charakteristický bzukot.

Ak potrubie napriek tomu praskne, vznikne mimoriadne nebezpečná núdzová situácia, pri ktorej môžu trpieť:

• zariadenia (potrubia a vykurovacie zariadenia);
• majetok (priestor je zaplavený, nábytok a iné veci chátrajú);
• ľudia v byte (prerušenie systému zásobovania teplom hrozí vážnymi tepelnými popáleninami).

Príčiny vodného rázu

V nových systémoch vykurovania a zásobovania vodou je pravdepodobnosť zvýšenia tlaku a vodného rázu extrémne malá. Faktory vedúce k tomuto javu sa totiž formujú postupne. Jedným z nich je zanášanie potrubia pevnými časticami, čo sú chemikálie obsiahnuté vo vode, ktoré prešli mineralizáciou, ale aj špina a hrdza. Ďalším typom prekážky v ceste vody je hromadenie vzduchu, ku ktorému dochádza v dôsledku výpadkov elektriny, porúch obehového čerpadla alebo chýb pri inštalácii komponentov systému.

Tlak v uzavretom okruhu sa môže zvýšiť v dôsledku zvýšeného vstrekovania kvapaliny, ku ktorému dochádza, ak čerpadlo pripojené k systému beží pri príliš vysokých otáčkach. Tiež pri inštalácii vykurovacích a vodovodných systémov sa často používajú rúry rôznych priemerov. Takáto technológia je prijateľná, vyžaduje si však privedenie komponentov „rôznej veľkosti“ do „spoločného menovateľa“ pomocou špeciálnych adaptérov, ako aj ochranu spojov systému špeciálnym termostatickým ventilom.

Vodný ráz sa často vyskytuje v tých systémoch, kde sa namiesto klasických ventilov a ventilov používajú guľové ventily, ktoré sa nelíšia plynulým chodom. Akékoľvek nepresné vypnutie vody môže viesť k výrazným výkyvom tlaku, preto by sa táto operácia (napríklad pri opravách alebo výmene komponentov) mala vykonávať pod vedením odborníkov na inštalatérstvo a inžinierstvo.

Hlavné metódy ochrany proti vodnému kladivu

Na zníženie nadmerného tlaku v potrubiach a jeho neutralizáciu je potrebné dodržiavať množstvo špeciálnych opatrení. Najjednoduchším spôsobom ochrany systému pred vodným rázom je jeho hladké prekrytie. Tento moment je vždy uvedený v regulačných dokumentoch. Pred inštaláciou potrubia sú ventily systému hladko uzavreté. Počas ladenia sa postupne otvárajú, aby sa stabilizoval tlak a zabezpečil sa konštantný prietok.

Ďalším bodom je použitie špecializovaných automatických zariadení. Sú to čerpadlá konfigurované na hladkú korekciu statického tlaku v potrubí. Tieto zariadenia sú schopné automaticky meniť počet pracovných otáčok, sledovať prípadné výkyvy v systéme, alebo sú vybavené riadiacimi jednotkami s displejom, prostredníctvom ktorých má užívateľ možnosť samostatne nastavovať silu a rýchlosť prúdenia.

Komplexný upgrade systému

Maximálna stabilizácia systému (napríklad v domoch so starými a nespoľahlivými vodovodnými a vykurovacími systémami) vyžaduje inštaláciu zariadenia, ktoré účinne neutralizuje nadmerný tlak v potrubiach. Patria sem nasledujúce typy zariadení:

1. Kompenzátory a tlmiče. Výkonné hydraulické akumulátory fungujú ako tlmiče nárazov, schopné zhromažďovať prebytočnú tekutinu a eliminovať negatívne dôsledky jej akumulácie. Kompenzačným zariadením je hydraulický akumulátor inštalovaný v smere pohybu vody v úsekoch vykurovacieho okruhu, kde je najväčšia pravdepodobnosť kolísania tlaku v systéme. Vonkajšie akumulátory vyzerajú ako oceľové banky do 30 litrov, pozostávajúce z dvoch častí, ktoré sú oddelené gumovou alebo gumovou membránou.
2. Bezpečnostný membránový ventil. Toto zariadenie je umiestnené na výstupe potrubia na uvoľnenie kvapaliny s nadmerným tlakom. V súčasnosti je týmto zariadením vybavená väčšina radiátorov vykurovacích systémov. Typicky je ventil ovládaný ovládačom alebo nejakým druhom zariadenia s rýchlou odozvou. Ten sa spustí, ak sa prekročí bezpečná úroveň tlaku, čím sa systém ochráni pred vodným rázom. Pri nebezpečnom náraste tlaku sa ventil úplne otvorí a keď klesne na normálnu úroveň, regulátor sa pomaly zatvára.
3. Termostat s maximálnou ochranou. Ide o špeciálnu poistku, ktorá monitoruje tlak v systéme a pozastaví jeho činnosť, kým indikátor nedosiahne kritickú úroveň. Zariadenie má pružinový mechanizmus umiestnený medzi ventilom a tepelnou hlavicou. Systém sa spustí pri zistení pretlaku a zabráni úplnému uzavretiu ventilu. Tieto zariadenia sú inštalované striktne v smere uvedenom na tele.

Prevencia vodovodných a vykurovacích systémov

Spolu s prísnym dodržiavaním pravidiel prevádzky vodovodných systémov je potrebné 1-2 krát ročne vykonávať špeciálne preventívne opatrenia. Údržba zariadení pomáha predchádzať nielen vodným rázom, ale aj iným deštruktívnym procesom, ktoré privádzajú vodovodný systém do nevyhovujúceho technického stavu.

Konštantný prietok vody spôsobuje nevyhnutné vibrácie v potrubí, čím sa mierne mení tlak v systéme. To nemusí nevyhnutne viesť k vodnému rázu, ale prispeje k tvorbe mikrotrhlín v štruktúre kovového plášťa rúr. Ak však následne dôjde k vodnému rázu, potrubie môže prasknúť práve v miestach mikrotrhlín. Osobitnú pozornosť treba venovať oblastiam so zvýšeným vnútorným namáhaním, medzi ktoré patria ohyby, mechanické spojenia a zvary.

Prevencia zahŕňa tieto činnosti:

• kontrola stavu skupiny ochranných zariadení (poistný ventil, tlakomer a odvzdušňovač);
• kontrola tlaku a jeho nastavenie za membránou expanznej nádrže;
• kontrola stupňa opotrebovania komponentov a testovanie systému na možné netesnosti;
• kontrola polohy uzatváracích a regulačných ventilov na netesnosti;
• kontrola vzhľadu a funkčnosti filtrov, ktoré zachytávajú piesok, vodný kameň a drobné čiastočky hrdze s čistením a v prípade potreby umytím prvkov.

Všetky tieto preventívne opatrenia sú celkom uskutočniteľné doma bez zapojenia špecialistov. Ak sa v procese prevencie zistia významné chyby na určitých komponentoch, spozoruje sa netesnosť alebo sa ozve cudzí hluk, je potrebné čo najskôr kontaktovať špecializované služby pre dôkladnejšiu analýzu celého systému a jeho možných oprava.

Potrubie kúrenia a prívodu vody často vydáva zvláštne zvuky, no nie vždy sa im venuje pozornosť. Kliknutia, klepania, šklbanie - to všetko sú znaky vodného kladiva. A čo je vodné kladivo vo vodovodnom systéme, príčiny a dôsledky tohto javu - o tom stojí za to hovoriť podrobnejšie. A dozviete sa viac o opatreniach na predchádzanie problémom.

Vodné kladivo je krátkodobé silné zvýšenie tlaku kvapaliny, ktorá cirkuluje v potrubí. Tlak sa zvyšuje v dôsledku zmeny prietoku.

Znak zmeny tlaku ovplyvňuje typ vodného kladiva:

• pozitívny - pri ktorom tlak stúpa v dôsledku prudkého uzavretia ventilu alebo zahrnutia čerpacej jednotky;
• negatívny - pri ktorom sa tlak zvyšuje v dôsledku zastavenia čerpadla.

Podľa fyzikálnych zákonov sa voda aj pri prudkom zatvorení kohútika ďalej pohybuje. Zastaví sa len tok najbližšie k ventilu, zvyšné vrstvy prúdia ďalej. Zrážka zastavených a pohybujúcich sa vrstiev spôsobuje zvýšenie tlaku. Ak si predstavíme, že vchod bol náhle zatvorený pred pohybujúcim sa davom, prvé rady sa už zastavili - ďalšie na ne narazia a pokračujú v ceste, je to tlačenica. Pôsobí aj voda, ktorá spôsobuje vodné rázy.

Tlak stúpa v okamžitom režime, hladina sa zvyšuje o niekoľko desiatok atmosfér. Následkom sa nedá vyhnúť.

Teória vodného kladiva

Výskyt javu je možný len kvôli nedostatku kompenzácie poklesu tlaku. Skok na jednom mieste spôsobí, že sila sa rozloží po celej dĺžke potrubia. Ak je v systéme slabé miesto, materiál sa môže zdeformovať alebo úplne zničiť, v systéme sa vytvorí diera.

Prvýkrát tento efekt objavil na konci 19. storočia ruský vedec N.E. Žukovského. Odvodil tiež vzorec, podľa ktorého by sa mal vypočítať čas potrebný na zatvorenie kohútika, aby sa predišlo nepríjemným následkom. Vzorec vyzerá takto: Dp = p(u0-u1), kde:

• Dp je nárast tlaku v N/m2;
• p je hustota kvapaliny v kg/m3;
• u0, u1 sú priemerné ukazovatele rýchlosti vody v potrubí pred a po uzavretí ventilov.

Aby ste vedeli, ako dokázať vodné kladivo vo vodovodnom systéme, potrebujete poznať priemer a materiál potrubia, ako aj stupeň stlačiteľnosti vody. Všetky výpočty sa vykonávajú po stanovení parametra hustoty vody. Líši sa množstvom rozpustených solí. Stanovenie rýchlosti šírenia hydraulického rázu sa vykonáva podľa vzorca c = 2L/T, kde:

• c je označenie rýchlosti rázovej vlny;
• L je dĺžka potrubia;
• T je čas.

Jednoduchosť vzorca vám umožňuje rýchlo identifikovať rýchlosť šírenia nárazu, čo je v skutočnosti vlna s osciláciami danej frekvencie. A teraz o tom, ako zistiť výkyvy za jednotku času.

Na tento účel je užitočný vzorec M = 2L / a, kde:

• M je trvanie oscilačného cyklu;
• L je dĺžka potrubia;
• a je rýchlosť vlny v m/s.

Zjednodušenie všetkých výpočtov umožní poznať ukazovatele rýchlosti rázovej vlny pri náraze pre potrubia vyrobené z najpopulárnejších materiálov:

• oceľ = 900-1300 m/s;
• liatina = 1000-1200 m / s;
• plast = 300-500 m/s.

Teraz musíte nahradiť hodnoty vo vzorci a vypočítať frekvenciu kmitov vodného kladiva v úseku vodovodného potrubia danej dĺžky. Teória vodného rázu pomôže rýchlo dokázať výskyt javu a predísť možným rizikám pri plánovaní stavby domu či výmene vodovodného či vykurovacieho systému.

Príčiny vodného rázu

Hlavným dôvodom je náhle uzavretie ventilov. Ak voda tečie tenkým prúdom, riziko je minimálne, ale pri náhlom otvorení / zatvorení kohútika sa nebezpečenstvo maximalizuje.

Prečo inak dochádza k vodnému kladivu vo vodovodnom systéme:

1. S náhlym zapnutím výkonných čerpadiel. Vyskytuje sa, keď je napájanie objektov vybavených výkonnými čerpacími stanicami nestabilné.
2. V prítomnosti vzduchových zápch v prívode vody, vykurovacom systéme. Preto pred uvedením do prevádzky uzavretých systémov s tekutým nosičom musíte najskôr odvzdušniť.

Vodné kladivo sa dnes považuje za najčastejší faktor zlyhania vodovodných systémov. Je to spôsobené objavením sa nových uzatváracích ventilov, ktoré nevyžadujú dlhé otáčky ventilu (kohútika) na otvorenie / zatvorenie vody.

Stojí za to vedieť! Je obzvlášť nebezpečné blokovať silné prúdy vody - dokonca aj pri fungujúcom vodovodnom systéme to skôr či neskôr povedie k vodnému rázu.

Možné následky vodného rázu a jeho nebezpečenstvo

Príznaky javu môžete rozpoznať podľa cudzích zvukov v systéme: kliknutia, klepania, kolapsy. Pomôžu aj vizuálne znaky: netesné kohútiky, mixéry, kompresné spojky-spojky s gumovými tesneniami.

Keď je systém zásobovania vodou vystavený častým vodným kladivám aj slabej sily, najskôr sa vytlačia tesnenia a tesnenia. Porušenie tesnosti systému môže viesť k vzniku ohnísk deformácie a prasknutia rúr.

V dôsledku zvýšenia tlaku dochádza k prerušeniu dodávky vody. Ale to nie je jediný problém. Ak vodné kladivo viedlo k úplnému pretrhnutiu potrubia, napríklad v bytovom dome, celá konštrukcia zostáva bez vody. Prúdenie kvapaliny kazí majetok majiteľov bytu, susedia spodných poschodí sú zaplavení. V dôsledku toho - práce na oprave a obnove niekoľkých bytových zariadení.

Vodný ráz v teplovodnom systéme hrozí okrem definitívnych škôd na majetku aj popáleninám. Nebezpečenstvo hrozí pri odtlakovaní vykurovacieho systému, kde nosič udržuje teplotu + 70 ° C a je neustále pod tlakom. Prasknutie batérie alebo potrubia počas zimnej vykurovacej sezóny deaktivuje systém. Mrazy dokončia ničivé dielo – bude treba meniť potrubie.

Metódy boja proti vodnému rázu v systéme a jeho prevencie

Tlakové rázy v systémoch spôsobujú až 60 % všetkých nehôd na potrubí. Zvlášť ohrozené sú staré a dlhé potrubia. Opotrebované systémy majú veľa slabých miest, kde minimálny nárast tlaku vody spôsobí prasknutie. A ešte jedna skutočnosť - čím dlhšia a rovnejšia bude rúrka, tým silnejšie bude vodné kladivo. Je to spôsobené tým, že v dlhých potrubiach je umiestnené viac vody, čo znamená, že hmotnosť nosiča je veľká a môže spôsobiť silný pokles tlaku.

Poradte! Ak je súkromný dom vybavený guľovými ventilmi, pokušenie rýchlo ho zapnúť a vypnúť je skvelé. Jedno otočenie a kohútik je zatvorený. Je to absolútne nemožné. Následok náhleho zastavenia kvapaliny sa čoskoro prejaví vytláčaním gumových tesnení a následne prasknutím systému.

Existuje nejaká ochrana proti vodnému rázu vo vodovodnom systéme bytu, súkromnej budovy? Áno. Prvou a hlavnou vecou nie je testovanie pevnosti systému pri náhlych zmenách tlaku. Poďme analyzovať niekoľko ďalších možností, ako sa vyhnúť vodnému rázu vo vodovodnom systéme.

Hladké zatváranie kohútika

Najjednoduchší spôsob, ako predchádzať problémom. Ventil musí byť zatvorený hladko, bez trhania. Ak je uzatvárací ventil tesný, je dovolené pohybovať rukoväťou malými trhnutiami. Akcia použiteľná pre domáce aj priemyselné vodovodné batérie.

Pri zatváraní bude stále vodné kladivo, ale jeden silný je rozbitý na niekoľko málo výkonných. Energia dopadu na potrubie pri jedinom prudkom pohybe sa rozdelí na niekoľko malých, pričom poklesy tlaku majú čas na kompenzáciu, čím sa znižuje riziko zlyhania systému.

Zariadenia na tlmenie nárazov

Tlmiče sa používajú na ochranu potrubí s termostatmi. Ide o pružné časti potrubia, ktoré nahrádzajú pevnú časť pred montážnym bodom termostatického ventilu. Materiál zariadenia na tlmenie nárazov: guma s vysokou tepelnou odolnosťou alebo vystužený plast. Schopnosť natiahnuť sa a prijať silu zvýšeného tlaku pomáha predchádzať vodnému rázu.

Princíp je jednoduchý: pri zvyšovaní tlaku sa mäkká časť potrubia zväčšuje v priemere, funguje ako tlmič, čím sa tlak pred uzavretým ventilom znižuje. Aby sa zabránilo vodnému rázu, stačí časť potrubia 20-30 cm, ak je systém veľmi dlhý, elastický prvok tlmiaci nárazy sa môže zvýšiť na 40 cm.

Posunovanie

Vyžaduje manuálnu revíziu tepelných ventilov. Znalosť konštrukčných prvkov príde vhod, inak môže dôjsť k poškodeniu prvku Shunt je tenká trubička s priemerom 0,2-0,4 mm, ktorá sa vkladá do ventilu v smere pohybu tekutiny. Bočník neovplyvňuje funkčnosť systému počas prevádzky, ale pri tlakových rázoch ho odvzdušňuje do potrubia za ventilom.

Poradte! Posun pomôže, ak úlohou je odstrániť vodné kladivo vo vodovodnom systéme nových potrubí. Schátrané potrubia s koróziou sa neposúvajú, hrdza rýchlo upcháva otvor. V tomto prípade namiesto inštalácie rúrky stačí vyvŕtaný otvor požadovaného priemeru.

Bezpečnostné termostaty

Ide o špeciálne zariadenia, ktoré sú navyše vybavené ochranou proti vodnému rázu. Ochrana vyzerá ako pružina namontovaná na križovatke ventilu a tepelnej hlavy. Vlastnosť ochrany je popísaná v technickej dokumentácii.

Princíp činnosti je jednoduchý - pri tlakových rázoch sa pružina natiahne, čo zabraňuje tesnému uzavretiu ventilu. Prebytočný tlak sa uvoľňuje aj do potrubnej časti za ventilom. Keď sa tlak normalizuje, ventil sa zatvorí.

Poradte! Inštalácia termostatov s ochranou proti vodnému rázu sa musí vykonať v smere šípky na kryte.

Bezpečnostné ventily

Jednoduchý poistný ventil vodného rázu funguje na systéme odľahčenia tlaku. V oblastiach najviac ohrozených vodným rázom je inštalovaný poistný ventil. Zariadenia môžu pracovať nezávisle a prijímať príkazy ovládača.

V druhom prípade musí regulátor kontrolovať celú prevádzku systému a mať údaje o tlaku v celom potrubí. So zvýšením úrovne tlaku v oblasti inštalácie ventilu sa zariadenie otvorí a vypustí prebytočnú vodu von. Akonáhle sa tlak zníži, ventil sa uzavrie a vráti sa do pôvodnej polohy.

Kompenzátory

Používa sa kompenzátor hydroblow vo vnútorných systémoch zásobovania vodou, vykurovanie. Zariadenie vyzerá ako nádrž, rozdelená na dve časti membránou vyrobenou z gumy, gumy. Spodná časť je napojená na vodovod, takže je tam vždy voda. Horná časť je stlačený vzduch. Ak je kompenzátor prvkom vykurovacieho systému, potom je namontovaný v oblastiach s vysokým rizikom vodného rázu.

Princíp činnosti: pri zvýšení tlaku kvapalný nosič stlačí membránu akumulátora, vzduch sa stlačí, membrána sa posunie. Zväčšenie objemu nádrže prispieva ku kompenzácii nadmerného tlaku. Akonáhle je skok eliminovaný, membrána zaujme svoju pôvodnú polohu.

Automatické ovládacie zariadenia

Jednotky sa používajú v systémoch vybavených čerpadlami. Čím výkonnejšie je čerpadlo, tým silnejšie bude vodné kladivo. Úroveň zvýšenia tlaku je určená rýchlosťou motora, pri pripojení napätia sa pohon okamžite spustí. Jediný spôsob, ako sa vyhnúť vodnému rázu, je zabezpečiť plynulý nárast rýchlosti. Použitie automatických riadiacich zariadení umožňuje ovplyvňovať frekvenčné meniče a zariadenia s mäkkým štartom.

Zmena frekvencie, ako aj postupné spúšťanie motora minimalizuje riziko vodného rázu. Frekvenčné meniče tiež regulujú výkon čerpadla pri zachovaní optimálneho režimu prevádzky zariadenia.

Keď vieme, čo je vodný ráz, dôsledky tohto javu a ako odstrániť problémy, bolo by užitočné zmodernizovať potrubie alebo sa aspoň vyhnúť náhlemu uzavretiu ventilov a kohútikov. Zariadenia sú lacné, slúžia dlhú dobu a predlžujú životnosť celého vodovodného a vykurovacieho systému.