Шта је водени чекић?
Водени чекић настаје када дође до изненадног нестанка струје или када се вентил пребрзо затвори. Због инерције протока воде под притиском, генерише се ударни талас протока воде, баш као удар чекићем, па се то назива водени чекић. Сила коју стварају ударни таласи протока воде напред-назад, понекад толико велика, може оштетити вентиле и пумпе.
Када се отворени вентил нагло затвори, вода тече уз вентил и зид цеви, стварајући притисак. Због глатког зида цеви, накнадни проток воде брзо достиже максимум под дејством инерције и ствара оштећења. То је „ефекат воденог чекића“ у механици флуида, односно позитивни водени чекић. Овај фактор треба узети у обзир при изградњи водоводних цевовода.
Напротив, након што се затворени вентил нагло отвори, произвешће се и водени чекић, који се назива негативни водени чекић. Он такође има одређену разорну моћ, али није толико велика као претходни. Када електрична пумпа за воду нагло изгуби снагу или се покрене, то ће такође изазвати удар притиска и ефекат воденог чекића. Ударни талас овог притиска се шири дуж цевовода, што лако може довести до локалног прекомерног притиска у цевоводу, што може резултирати пуцањем цевовода и оштећењем опреме. Стога је заштита од ефекта воденог чекића постала једна од кључних технологија у водоснабдевању.
Услови за водени удар
1. Вентил се изненада отвара или затвара;
2. Пумпа за воду изненада престаје да ради или се покреће;
3. Једноцевна достава воде до високих места (висинска разлика терена водоснабдевања прелази 20 метара);
4. Укупни напор (или радни притисак) пумпе је велики;
5. Брзина воде у водоводу је превелика;
6. Водовод је предугачак, а терен се јако мења.
Опасности од воденог чекића
Повећање притиска изазвано хидрауличним ударом може достићи неколико пута или чак десетине пута већи од нормалног радног притиска цевовода. Такве велике флуктуације притиска оштећују цевоводни систем углавном на следећи начин:
1. Изазвати јаке вибрације цевовода и одвајање споја цевовода;
2. Вентил је оштећен, а озбиљан притисак је превисок да би довео до пуцања цеви, а притисак водоводне мреже је смањен;
3. Напротив, ако је притисак пренизак, цев ће се срушити, а вентил и делови за причвршћивање ће бити оштећени;
4. Узроковати обртање водене пумпе, оштетити опрему или цевоводе у пумпној просторији, озбиљно проузроковати потапање пумпне просторије, проузроковати личне жртве и друге веће несреће, и утицати на производњу и живот.
Заштитне мере за елиминисање или ублажавање воденог удара
Постоји много заштитних мера против воденог удара, али је потребно предузети различите мере у складу са могућим узроцима воденог удара.
1. Смањење протока водоводне цеви може донекле смањити притисак воденог чекића, али ће повећати пречник водоводне цеви и повећати инвестицију у пројекат. Приликом постављања водоводних цеви, треба водити рачуна о избегавању грба или драстичних промена нагиба. Величина воденог чекића када је пумпа заустављена углавном је повезана са геометријским притиском пумпне просторије. Што је већи геометријски притиск, то је водени чекић већи када је пумпа заустављена. Стога, треба одабрати разуман притиск пумпе у складу са стварним локалним условима. Након заустављања пумпе у случају несреће, сачекајте да се цевовод иза неповратног вентила напуни водом пре него што покренете пумпу. Не отварајте потпуно излазни вентил водене пумпе приликом покретања пумпе, у супротном ће доћи до великог удара воде. Већина већих несрећа са воденим чекићем у многим црпним станицама дешава се у таквим околностима.
2. Подесите уређај за елиминацију воденог удара
(1) Коришћење технологије контроле константног притиска:
Пошто се притисак у водоводној мрежи континуирано мења са променом радних услова, током рада система често долази до ниског или прекомерног притиска, што је подложно хидрауличном удару, што доводи до оштећења цеви и опреме. Аутоматски систем управљања се користи за контролу притиска у водоводној мрежи. Детекција, повратна контрола покретања, заустављања и подешавања брзине водене пумпе контролише проток, а затим одржава притисак на одређеном нивоу. Притисак довода воде пумпе може се подесити контролом микрорачунара како би се одржао константан притисак у водоводној мрежи и избегле прекомерне флуктуације притиска. Смањује се ризик од хидрауличног удара.
(2) Инсталирајте елиминатор воденог удара
Ова опрема углавном спречава хидраулични удар када је пумпа заустављена. Генерално се инсталира близу излазне цеви водене пумпе. Користи притисак саме цеви као снагу за остваривање аутоматског деловања ниског притиска, односно када је притисак у цеви нижи од подешене вредности заштите, одвод ће се аутоматски отворити и испустити воду. Растерећење притиска ради уравнотежења притиска локалних цевовода и спречавања утицаја хидрауличног удара на опрему и цевоводе. Генерално, елиминатори се могу поделити на два типа: механичке и хидрауличне.
3) Инсталирајте споро затварајући неповратни вентил на излазну цев водене пумпе великог калибра
Може ефикасно елиминисати водени чекић када је пумпа заустављена, али пошто постоји одређена количина повратног тока воде када се вентил активира, усисни бунар мора имати преливну цев. Постоје две врсте споро затварајућих неповратних вентила: чекићасти тип и тип за складиштење енергије. Ова врста вентила може подесити време затварања вентила у одређеном опсегу према потребама. Генерално, 70% до 80% вентила се затвара у року од 3 до 7 секунди након нестанка струје, а време затварања преосталих 20% до 30% се подешава према условима водене пумпе и цевовода, генерално у опсегу од 10 до 30 секунди. Вреди напоменути да је споро затварајући неповратни вентил веома ефикасан када постоји грба у цевоводу како би се премостио водени чекић.
(4) Поставите једносмерни пренапонски торањ
Гради се у близини пумпне станице или на одговарајућој локацији цевовода, а висина једносмерног успонског торња је нижа од притиска у цевоводу тамо. Када је притисак у цевоводу нижи од нивоа воде у торњу, успонски торањ ће доводити воду у цевовод како би се спречило пуцање воденог стуба и избегао водени удар. Међутим, његов ефекат смањења притиска на водени удар, осим воденог удара при заустављању пумпе, као што је водени удар при затварању вентила, је ограничен. Поред тога, перформансе једносмерног вентила који се користи у једносмерном успонском торњу морају бити апсолутно поуздане. Када вентил откаже, то може довести до великих несрећа.
(5) Поставити обилазну цев (вентил) у пумпној станици
Када систем пумпе ради нормално, неповратни вентил је затворен јер је притисак воде на страни пумпе под притиском већи од притиска воде на усисној страни. Када дође до изненадног нестанка струје, пумпа се заустави, притисак на излазу из пумпне станице нагло пада, док притисак на усисној страни нагло расте. Под овим диференцијалним притиском, краткотрајно високог притиска воде у главној цеви за усисавање воде је краткотрајно ниског притиска која одгурује плочу неповратног вентила и тече до главног цеви за усисавање воде под притиском, повећавајући тамо ниски притисак воде; с друге стране, појачање воденог удара на усисној страни се такође смањује. На овај начин се контролише пораст и пад воденог удара са обе стране пумпне станице, чиме се ефикасно смањују и спречавају опасности од воденог удара.
(6) Поставите вишестепени неповратни вентил
У дужем водоводном цевоводу, додајте један или више неповратних вентила, поделите водоводни цевовод на неколико делова и поставите неповратни вентил на сваки део. Када се вода у водоводној цеви враћа током процеса воденог удара, неповратни вентили се затварају један за другим како би се проток повратног испирања поделио на неколико делова. Пошто је хидростатички притисак у сваком делу водоводне цеви (или дела повратног испирања) прилично мали, проток воде се смањује. Појачање воденог удара. Ова заштитна мера може се ефикасно користити у ситуацијама када је геометријска разлика у висини довода воде велика; али не може елиминисати могућност одвајања воденог стуба. Њен највећи недостатак је: потрошња енергије водене пумпе се повећава током нормалног рада, а трошкови снабдевања водом се повећавају.
(7) Аутоматски уређаји за издувавање и довод ваздуха инсталирани су на највишој тачки цевовода како би се смањио утицај воденог удара на цевовод.
Време објаве: 23. новембар 2022.