1/Koncept

Vodní ráz se také nazývá vodní ráz. Během přepravy vody (nebo jiných kapalin), v důsledku náhlého otevření nebo uzavřeníAPI motýlkový ventil, šoupátkové ventily, zkontrolujte ventily akulové ventilynáhlým zastavením vodních čerpadel, náhlým otevíráním a zavíráním rozváděcích lopatek atd. se průtok náhle mění a tlak výrazně kolísá. Efekt vodního rázu je živý pojem. Označuje silný vodní ráz způsobený nárazem proudící vody na potrubí při spouštění a zastavování vodního čerpadla. Uvnitř vodovodního potrubí je vnitřní stěna trubky hladká a voda volně proudí. Když se otevřený ventil náhle uzavře nebo se zastaví čerpadlo přívodu vody, proud vody vyvine tlak na ventil a stěnu potrubí, zejména na ventil nebo čerpadlo. Protože je stěna potrubí hladká, působením setrvačnosti následného proudu vody hydraulická síla rychle dosáhne maxima a způsobí destruktivní účinky. V hydraulice se jedná o „efekt vodního rázu“, tj. pozitivní vodní ráz. Naopak, když se náhle otevře uzavřený ventil nebo se spustí vodní čerpadlo, dojde také k vodnímu rázu, kterému se říká negativní vodní ráz, ale není tak velký jako ten první. Náraz tlaku způsobí namáhání stěny potrubí a hluk, stejně jako když kladivo narazí na potrubí, proto se mu říká efekt vodního rázu.

2/Nebezpečí

Okamžitý tlak generovaný vodním rázem může dosáhnout desítek nebo dokonce stoveknásobku normálního provozního tlaku v potrubí. Takové velké kolísání tlaku může způsobit silné vibrace nebo hluk v potrubním systému a může poškodit spoje ventilů. Má to velmi škodlivý vliv na potrubní systém. Aby se zabránilo vodnímu rázu, musí být potrubní systém správně navržen, aby se zabránilo příliš vysokému průtoku. Obecně by navrhovaná průtoková rychlost potrubí měla být menší než 3 m/s a rychlost otevírání a zavírání ventilu musí být regulována.
Protože se čerpadlo spouští, zastavuje a ventily se otevírají a zavírají příliš rychle, rychlost vody se drasticky mění, zejména vodní ráz způsobený náhlým zastavením čerpadla, který může poškodit potrubí, vodní čerpadla a ventily a způsobit reverzaci vodního čerpadla a snížení tlaku v potrubní síti. Efekt vodního rázu je extrémně destruktivní: pokud je tlak příliš vysoký, způsobí prasknutí potrubí. Naopak, pokud je tlak příliš nízký, způsobí to zhroucení potrubí a poškození ventilů a upevňovacích prvků. Ve velmi krátkém čase se průtok vody zvýší z nuly na jmenovitý průtok. Vzhledem k tomu, že kapaliny mají kinetickou energii a určitý stupeň stlačitelnosti, obrovské změny průtoku ve velmi krátkém čase způsobí nárazy vysokého a nízkého tlaku na potrubí.

3/generovat

Existuje mnoho důvodů pro vodní ráz. Mezi běžné faktory patří:

1. Ventil se náhle otevírá nebo zavírá;

2. Vodní čerpadlo se náhle zastaví nebo spustí;

3. Jediné potrubí přepravuje vodu na vyvýšené místo (výškový rozdíl terénu zásobujícího vodou přesahuje 20 metrů);

4. Celkový zdvih (nebo pracovní tlak) vodního čerpadla je velký;

5. Rychlost proudění vody ve vodovodním potrubí je příliš velká;

6. Vodovodní potrubí je příliš dlouhé a terén se značně mění.
7. Nepravidelná výstavba je skrytým nebezpečím u projektů vodovodních potrubí
(1) Například výroba cementových opěrných pilířů pro T-kusy, kolena, redukce a další spoje nesplňuje požadavky.
Podle „Technických předpisů pro podzemní vodovodní potrubí z tuhého polyvinylchloridu“ by měly být v místech spojů, jako jsou odbočky, kolena, redukce a další trubky o průměru ≥110 mm, instalovány cementové opěrné sloupy, aby se zabránilo pohybu potrubí. „Betonové opěrné sloupy“ by neměly být nižší třídy než C15 a měly by být odlity na místě na původní vykopaný základ zeminy a svah výkopu. Někteří stavební partneři nevěnují dostatečnou pozornost roli opěrných sloupů. Vedle potrubí přibíjejí dřevěný kolík nebo zaklínují železný hrot, aby fungovaly jako opěrné sloupy. Někdy je objem cementového sloupu příliš malý nebo se nelije na původní zeminu. Na druhou stranu některé opěrné sloupy nejsou dostatečně pevné. V důsledku toho během provozu potrubí nemohou opěrné sloupy fungovat a stávají se nepoužitelnými, což způsobuje nesouosost a poškození potrubních tvarovek, jako jsou odbočky a kolena.
(2) Automatický výfukový ventil není nainstalován nebo je instalační poloha nevhodná.
Podle principu hydrauliky by měly být automatické výfukové ventily navrženy a instalovány v nejvyšších bodech potrubí v horských oblastech nebo kopcích s velkým zvlněním. I v rovinatých oblastech s mírně zvlněným terénem musí být potrubí při hloubení výkopů uměle navrženo. Jsou zde stoupání a klesání, stoupání nebo klesání cyklickým způsobem, sklon není menší než 1/500 a v nejvyšším bodě každého kilometru jsou navrženy 1–2 výfukové ventily.
Protože během přepravy vody v potrubí plyn z potrubí uniká a hromadí se ve vyvýšených částech potrubí, což může vést k vzduchové blokádě. Když průtok vody v potrubí kolísá, vzduchové kapsy vytvořené ve vyvýšených částech se nadále stlačují a roztahují a plyn se... Tlak generovaný po stlačení je desítky nebo dokonce stovkykrát větší než tlak generovaný po stlačení vody (veřejný záznam: Pump Butler). V tomto případě může tato část potrubí se skrytým nebezpečím vést k následujícím situacím:
• Poté, co voda protéká proti proudu potrubím, kapající voda mizí po proudu. Je to proto, že vzduchový vak v potrubí blokuje tok vody a způsobuje oddělování vodního sloupce.
• Stlačený plyn v potrubí je stlačen na maximální limit a rychle se rozpíná, což způsobuje prasknutí potrubí.
• Když je voda z vysokotlakého zdroje přepravována po proudu určitou rychlostí gravitačním tokem, po rychlém uzavření ventilu proti proudu se vodní sloupec v potrubí proti proudu v důsledku setrvačnosti výškového rozdílu a průtoku okamžitě nezastaví. Stále se pohybuje určitou rychlostí. Tato rychlost proudí po proudu. V tomto okamžiku se v potrubí vytvoří podtlak, protože vzduch se nemůže včas doplnit, což vede k vyfouknutí potrubí podtlakem a jeho poškození.
(3) Výkop a zásypová zemina nesplňují předpisy.
Nekvalifikované výkopy se často vyskytují v horských oblastech, zejména proto, že se v určitých oblastech nachází velké množství kamenů. Výkopy se kopou ručně nebo se odstřelují výbušninami. Dno výkopu je velmi nerovné a vyčnívají z něj ostré kameny. V takovém případě by se podle příslušných předpisů měly kameny ze dna výkopu odstranit a před položením potrubí by se mělo vydláždit více než 15 centimetrů písku. Stavební dělníci se však chovali nezodpovědně nebo šli za svými zákoutími a písek položili přímo, aniž by písek položili, nebo symbolicky položili. Potrubí se pokládá na kameny. Po dokončení zásypu a uvedení vody do provozu je potrubí v důsledku hmotnosti samotného potrubí, vertikálního zemního tlaku, zatížení vozidly na potrubí a superpozice gravitace podepřeno jedním nebo několika ostrými vyvýšenými kameny na dně potrubí. V důsledku nadměrné koncentrace napětí je potrubí v tomto místě velmi pravděpodobně poškozeno a praská podél přímky. Tomu se často říká „efekt rýhování“.

4/Opatření

Existuje mnoho ochranných opatření proti vodnímu rázu, ale je třeba přijmout různá opatření v závislosti na možných příčinách vodního rázu.
1. Snížení průtoku vodovodního potrubí může do určité míry snížit tlak vodního rázu, ale zvětší se tím průměr vodovodního potrubí a zvýší se investice do projektu. Při pokládce vodovodního potrubí je třeba dbát na to, aby se zabránilo vzniku hrbů nebo drastických změn sklonu, aby se zkrátila délka vodovodního potrubí. Čím delší je potrubí, tím větší je hodnota vodního rázu při zastavení čerpadla. Z jedné čerpací stanice na dvě čerpací stanice se k propojení obou čerpacích stanic používá sací vrt.
Vodní ráz při zastavení čerpadla

Takzvaný vodní ráz při zastavení čerpadla označuje jev hydraulického rázu způsobený náhlými změnami rychlosti proudění ve vodním čerpadle a tlakovém potrubí při otevření a zastavení ventilu v důsledku náhlého výpadku proudu nebo z jiných důvodů. Například porucha napájecího systému nebo elektrického zařízení, občasná porucha jednotky vodního čerpadla atd. může způsobit otevření ventilu a zastavení odstředivého čerpadla, což má za následek vodní ráz při zastavení čerpadla. Velikost vodního rázu při zastavení čerpadla souvisí především s geometrickou výškou čerpadla. Čím vyšší je geometrická výška, tím větší je hodnota vodního rázu při zastavení čerpadla. Proto by měla být zvolena přiměřená výška čerpadla na základě skutečných místních podmínek.

Maximální tlak vodního rázu při zastavení čerpadla může dosáhnout 200 % normálního provozního tlaku nebo i vyššího, což může zničit potrubí a zařízení. Běžné havárie způsobují „únik vody“ a výpadek vody; vážné havárie způsobují zaplavení čerpací stanice, poškození zařízení a objektů, poškození škod nebo dokonce zranění osob či smrt.

Po zastavení čerpadla z důvodu nehody počkejte, než čerpadlo spustíte, dokud se potrubí za zpětným ventilem nenaplní vodou. Při spouštění čerpadla zcela neotevírejte výstupní ventil vodního čerpadla, jinak dojde k velkému vodnímu rázu. Za takových okolností často dochází k velkým nehodám způsobeným vodním rázem v mnoha čerpacích stanicích.

2. Nastavení zařízení pro eliminaci vodního rázu
(1) Použití technologie regulace konstantním napětím
K řízení čerpadla s proměnnou frekvencí otáček a k automatickému řízení provozu celého systému čerpací stanice vody se používá automatický řídicí systém PLC. Vzhledem k tomu, že tlak v potrubní síti vodovodního potrubí se neustále mění se změnami provozních podmínek, během provozu systému často dochází k nízkému nebo nadměrnému tlaku, což může snadno způsobit vodní ráz a následně poškození potrubí a zařízení. K řízení potrubní sítě se používá automatický řídicí systém PLC. Detekce tlaku, zpětnovazební řízení spuštění a zastavení vodního čerpadla a nastavení otáček, řízení průtoku a tím udržování tlaku na určité úrovni. Tlak přívodu vody do čerpadla lze nastavit řízením mikropočítače, aby se udržel konstantní tlak v přívodu vody a zabránilo se nadměrnému kolísání tlaku. Pravděpodobnost vodního rázu se snižuje.
(2) Nainstalujte eliminátor vodního rázu
Toto zařízení zabraňuje především vodnímu rázu, když je čerpadlo zastaveno. Obvykle se instaluje v blízkosti výstupního potrubí vodního čerpadla. Využívá tlak v samotném potrubí jako energii k realizaci automatického nízkotlakého působení. To znamená, že když je tlak v potrubí nižší než nastavená ochranná hodnota, vypouštěcí otvor se automaticky otevře a vypustí vodu. Odlehčení tlaku se používá k vyrovnání tlaku v místním potrubí a k zabránění dopadu vodního rázu na zařízení a potrubí. Eliminátory lze obecně rozdělit na dva typy: mechanické a hydraulické. Mechanické eliminátory se po zásahu ručně resetují, zatímco hydraulické eliminátory lze resetovat automaticky.
(3) Nainstalujte zpětný ventil s pomalým uzavíráním na výstupní potrubí vodního čerpadla s velkým průměrem.

Může účinně eliminovat vodní ráz, když je čerpadlo zastaveno, ale protože určité množství vody po zastavení proudí zpětAPI 609Je-li ventil aktivován, musí mít sací studna vody přepadové potrubí. Existují dva typy pomalu uzavíracích zpětných ventilů: kladívkový typ a typ s akumulací energie. Tento typ ventilu dokáže podle potřeby upravit dobu uzavírání ventilu v určitém rozsahu (vítejte k následování: Pump Butler). Ventil se obvykle uzavře na 70 % až 80 % během 3 až 7 sekund po výpadku proudu. Zbývajících 20 % až 30 % doby uzavírání se upravuje podle podmínek vodního čerpadla a potrubí, obvykle v rozmezí 10 až 30 sekund. Stojí za zmínku, že pokud je v potrubí hrb a dojde k vodnímu rázu, je role pomalu uzavíracího zpětného ventilu velmi omezená.
(4) Instalace jednosměrné regulační věže tlaku
Staví se v blízkosti čerpací stanice nebo na vhodném místě na potrubí a výška jednocestné přepouštěcí věže je nižší než tlak v potrubí. Když je tlak v potrubí nižší než hladina vody ve věži, regulační věž doplňuje vodu do potrubí, aby se zabránilo protržení vodního sloupce a překlenul se vodní ráz. Její redukční účinek na vodní rázy jiné než ty při zastavení čerpadla, jako je například vodní ráz uzavírající ventil, je však omezený. Kromě toho musí být výkon jednocestného ventilu použitého v jednocestné regulační věži naprosto spolehlivý. Pokud ventil selže, může to způsobit velký vodní ráz.
(5) Nainstalujte obtokové potrubí (ventil) v čerpací stanici
Pokud systém čerpadla pracuje normálně, zpětná klapka je uzavřena, protože tlak vody na straně výtlaku čerpadla je vyšší než tlak vody na straně sání. Pokud dojde k náhlému výpadku proudu, tlak na výstupu z čerpací stanice prudce klesne, zatímco tlak na straně sání prudce stoupne. Při tomto tlakovém rozdílu krátkodobě vysoký tlak vody v sacím potrubí otevírá desku zpětné klapky a proudí k krátkodobě nízkému tlaku vody v tlakovém potrubí, což způsobuje zvýšení nízkého tlaku vody; na druhé straně se také snižuje nárůst tlaku vodního rázu na sací straně vodního čerpadla. Tímto způsobem se reguluje nárůst a pokles tlaku vodního rázu na obou stranách čerpací stanice, čímž se účinně snižuje a předchází nebezpečí vodního rázu.
(6) Instalace vícestupňového zpětného ventilu
V dlouhém vodovodním potrubí přidejte jeden nebo vícezpětné ventilyRozdělte vodovodní potrubí na několik sekcí a na každou sekci nainstalujte zpětný ventil. Když voda ve vodovodním potrubí proudí zpět během vodního rázu, jednotlivé zpětné ventily se postupně uzavírají, aby se zpětný tok rozdělil na několik sekcí. Vzhledem k tomu, že hydrostatická výška v každé sekci vodovodního potrubí (nebo sekce zpětného toku) je poměrně malá, průtok vody se snižuje. Zesílení rázu. Toto ochranné opatření lze účinně použít v situacích, kdy je geometrický výškový rozdíl přívodu vody velký; nemůže však vyloučit možnost oddělení vodního sloupce. Jeho největší nevýhodou je: zvýšená spotřeba energie vodního čerpadla během normálního provozu a zvýšené náklady na dodávku vody.