40,2 тыс подписчиков

УДАР ЖУКОВСКОГО

4 сентября 20214 сен 2021

182

5 мин

Представьте себе ситуацию: по трубе движется огромная масса воды. Труба длинная, скорость большая. И вдруг кто-то ррраз! - и резко закрутил кран, перекрыв воде ход. Что будет? Кстати, неизвестно, что именно будет, но ожидать всегда нужно самого плохого - гидравлического удара (или просто гидроудара), который приводит к трещинам и даже разрыву трубы. Его ещё называют УДАРОМ ЖУКОВСКОГО - по имени учёного, которые исследовал это явление.

Никола́я Его́ровича Жуко́вского (5(17) января 1847 - 17 марта 1921) простой смертный знает как человека, связавшего свою жизнь с авиацией. Ну, просто потому, что один из международных аэропортов под Москвой носит его имя. На самом деле, он был ещё и отличным механиком, а также основоположником таких наук как аэродинамика и гидродинамика. То есть его интересовало поведение тела в воде и воздухе, а также влияние воды и воздуха на тело, которое в этой среде движется.

Так вот, Николай Жуковский дал определение гидроудара: это скачок давления в какой-либо системе, заполненной жидкостью, вызванный быстрым изменением скорости потока этой жидкости. (Источник - http://cs.teplowiki.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%83%D0%B4%D0%B0%D1%80) Может возникать вследствие резкого закрытия или открытия задвижки. В первом случае гидроудар называют положительным, во втором — отрицательным.

Что удивительно, УДАР ЖУКОВСКОГО можно наблюдать даже в дымоходах и воздухоотводах. Вы никогда не задумывались, какая сила могла помять жестяную трубу, по которой от расположенной где-то в подвале печи дым идёт аж на крышу? Так вот, это именно та самая сила. Которая создаёт разряжение воздуха при резком перекрытии задвижки там, внизу. Поток устремляется по инерции вверх, а притока нет. И атмосферное давление нейтрализует возникший в трубе вакуум, сжимая её.

УДАР ЖУКОВСКОГО в дымоходе. Фото с сайта https://dymogar.ru/downloadable/udar-zhukovskogo-v-dymohodah.html

И это, заметьте, газ, который легко сжимается. Что же говорить о практически несжимаемой воде...

Как же защититься от УДАРА ЖУКОВСКОГО? Специалисты дают следующие советы.

При запуске водопровода или отопления в эксплуатацию, запорные элементы арматуры должны открываться очень медленно. Перекрытие подачи жидкости, также должно осуществляться очень плавно. Плавное закрытие и открытие запорной арматуры должно осуществляться не только на промышленных объектах, но и при запуске водоснабжения и отопления в частном доме. Чрезмерное давление при возникновении гидравлического удара способно легко повредить домашние коммуникации, поэтому не стоит пренебрегать правилами технической безопасности, в случае когда вода в частном доме подаётся со значительным давлением.
Если в системе водопровода или отопления установить автоматические устройства плавного открытия и закрытия запорной арматуры, то можно полностью исключить человеческий фактор при возникновении гидравлического удара. Конечно, при использовании электроники, водопроводные системы становятся зависимыми от электрического тока, но, чтобы полностью исключить вероятность выхода из строя по причине установленных автоматов, необходимо оборудовать такие механизмы резервным источником электроэнергии. Такая подстраховка абсолютно необходима, как на крупном предприятии, так и для нормального функционирования коммуникаций расположенных в частном доме. Автоматической регулировкой рекомендуется оснастить и насосные станции. В этом случае, также можно избежать гидроудара от резкого перепада давления в результате включения или отключения мощного насосного оборудования.
Применение гидроаккумуляторов и демпферных устройств, также позволяет свести к минимуму последствия резкого увеличения давления в водопроводной сети. Такие устройства обычно состоят из металлического корпуса с расположенной внутри мембраной. При возникновении гидроудара, мембрана перемещается, что позволяет вместить излишек жидкости. Когда угроза разрыва трубопровода
минует и давление уменьшится мембрана будет возвращена в исходное положение за счёт воздуха расположенного с обратной стороны.
Для уменьшения давления в водопроводных сетях может быть использован предохранительный клапан, который открывается при достижении жидкости определённого значения. Такие устройства также способны предохранить трубопровод от разрушения, но для организации такого вида защиты, потребуется сделать дополнительную отводку от клапана к канализационной системе
Для защиты от гидроудара в частном доме или квартире можно использовать очень простой способ, в котором компенсация чрезмерного давления осуществляется за счёт растяжения стенок трубопровода. Совсем необязательно производить монтаж отопления или водоснабжения с применением таких материалов, но участок трубопровода выполненный с использованием термостойкого каучука, способен полностью принять на себя гидроудар в небольшой системе.
Шунтирование термостата, является эффективной мерой борьбы с гидроударом небольшой силы, поэтому такое “улучшение” автономного отопления может быть произведено только в частной системе отопления. Как правило, достаточно сделать отверстие диаметром 0,5 мм в основном клапане, чтобы при возникновении высокого давления излишек жидкости свободно перемещался в контур с холодной водой.
Термостат с защитой установленный в систему отопления, также позволяет избежать такого опасного явления, как гидроудар. Принцип работы такого устройства заключается в том, что в основном клапане термостата располагается дополнительный небольшой механизм, который открывается вне зависимости от температуры жидкости. Такой внутренний клапан начнёт пропускать жидкость, когда давление теплоносителя приблизится к максимально допустимому значению, тем самым предохраняя трубы от разрыва.
Источник - https://baltvoda.ru/voda-i-kanalizaciya/gidroudar-v-truboprovode.html

А может ли гидроудар быть полезным? На самом деле - да. В какой-то степени это утверждение применимо к старой-доброй классической ситуации, когда мужики лихо выбивают дно у наполненной водой (водкой, пивом, вином...) бутылки, ударяя её ладонью по горлышку, вертикально. Это - тоже гидроудар.

Но есть прям-таки патент на устройство под названием ГИДРОТАРАН, которое работает ровно по принципу гидроудара и помогает его силу использовать для накачивания жидкости в ёмкости.