Гидравлический удар в напорных трубопроводах водоотведения

• Автор: Твардовская, Надежда Владимировна
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Обзор литературы.

Глава 2 Особенности напорных трубопроводных систем водоотведения.

2.1 Напорные трубопроводы в системах водоотведения

2.2 Особенности перекачиваемой в водоотведении жидкости

2.3 Основные показатели потока сточных вод

2.4 Выводы по главе 2

Глава 3 Гидравлический удар в напорных трубопроводах водоотведения

3.1 Скорость распространения волны гидравлического удара при транспортировании сточных вод
3.1.1 Определение скорости распространения волны гидравлического удара в многофазном напорном потоке.
3.1.2 Расчет скорости распространения ударного импульса в напорном потоке сточных вод.
3.1.3 Исследование уравнений .
3.2 Определение давления гидравлического удара в напорных трубопроводах, перекачивающих сточные воды
3.2.1 Дифференциальные уравнения неустановившегося напорного течения жидкости
3.2.2 Начальные и граничные условия для проведения расчетов.
3.2.3 Учет разрывов сплошности потока.
3.2.4 Проведение расчета на ЭВМ
3.2.5 Результаты расчетов
3.3 Выводы по главе 3
Глава 4 Защита напорных трубопроводов водоотведения от гидравлических ударов .
4.1 Основные способы уменьшения резких повышений давления в напорных системах водоотведения .
4.2 Гашение гидравлических ударов с помощью демпфирующих элементов
4.3 Впуск воздуха как способ противоударной защиты напорных водоотводящих трубопроводов .
4.4 Использование гасителей гидравлических ударов дифференциального действия
4.4.1 Конструкция и принцип работы усовершенствованного гасителя гидравлических ударов для загрязненных жидкостей
4.4.2 Расчет основных элементов гасителя
4.5 Экономическая эффективность использования противоударных устройств в системах водоотведения
4.6 Выводы по главе 4
Общие выводы .
Список литературы


И.Махарадзс [, , ] позволили установить качественный характер влияния на величину С таких важных факторов, как: закономерность изменения концентрации свободного воздуха по длине трубопроводной магистрали в зависимости от изменения давления при гидравлическом ударе; крупность, неоднородность твердого материала и их влияние на характер колебательного процесса; неравномерный гидроабразивный износ трубопровода по окружности и по длине; угол наклона трубопровода к горизонту и др. С учетом этого Г. И.Кирмелашвили [] для исследованных систем предложены соответствующие формулы для определения скорости распространения волны изменения давления в многофазном напорном потоке, но без учета его многокомпонснтности и при наличии в нем только отдельных видов твердых сыпучих материалов. После Н. Е. Жуковского интенсивное развитие теория гидравлического удара получила уже в нашем веке. Разрабатывались различные приемы расчета гидравлического удара с учетом потерь напора. Это в первую очередь графические методы, разработанные и усовершенствованные Л. Бержсроном [], О. Шнидсром [0], С. Ягсром [8], А. А.Суриным [3], М. М.Андрияшевым [4] и многими др. Такие способы расчета в своё время, несомненно, сыграли важную роль, но в связи с широким использованием вычислительной техники при расчетах они применяются редко в виду их сложности и громоздкости. Некоторым промежуточным звеном являются разработанные графоаналитические методы расчета гидравлического удара. Главное их преимущество в простоте расчетов. Простой способ расчета предложен в частности В. МПапиным [, ]. Максимальный напор при отрицательном гидравлическом ударе определяется с учетом инерции агрегата и профиля водовода. Использование этого метода сужается из-за невозможности его применения при гидравлическом ударе с разрывом сплошности потока и трудности определения в некоторых случаях эмпирических коэффициентов, входящих в предлагаемую зависимость. Для насосов с малой инерцией движущихся масс с достаточной точностью можно использовать «метод пересекающихся характеристик», предложенный В. С.Дикаревским []. В результате совместного решения уравнения (характеристики) источника возмущения потока - насоса или крана и уравнения (характеристики) неустановившегося движения жидкости можно определить напор при гидравлическом ударе, вызванный быстрым открытием крана или пуском насоса. Наибольшее развитие в теории гидравлического удара получили аналитические способы расчета. Л.Аллиеви [7] исследовал гидравлический удар в простом трубопроводе (т. Используя общий интеграл дифференциальных уравнений неустановившегося напорного движения Н. Е.Жуковского, он вывел уравнения гидравлического удара в конечных разностях, получившие в дальнейшем название цепных уравнений Л. Аллиеви, которые в последующем были использованы многими исследователями при расчетах гидравлического удара. И.А. А.А. Фурье, примененный в работах Д. Н.Смирного и Л. Т.Б. Ф.М. Вуда [4], А. И.Лурье [], Г. Л.Долидзе [] и др. Перечисленные методы интегрирования имеют свои плюсы и минусы, и с допустимым приближением использовались многими исследователями для решения задач гидравлического удара. Существенный вклад в развитие теории гидравлического удара внес Л. Ф.Мошнин, под руководством которого в институте ВНИИ ВОДГЕО велись исследования данного явления. По результатам проведенной работы Л. Ф.Мошниным в совместно написанных работах с Е. Т.Тимофеевой и Л. Л.Обуховым [4, ] приводится методика расчета гидравлического удара для напорных трубопроводов водоснабжения. Это один из первых обширных трудов по данной теме и в дальнейшем ученые в своих исследованиях опирались на него. Здесь приведено большое количество примеров расчета различных случаев гидравлического удара графическим и аналитическим способами, но сопровождающихся понижением давления в трубе только до атмосферного. Такая особенность расчета основана на допущении, что при понижении давления ниже атмосферного в системе срабатывает вантуз, который будет поддерживать постоянное давление в системе равным атмосферному. Однако это допущение вызывает определенные сомнения [], поскольку предвидеть точное место установки вантуза в этом случае затруднительно, кроме этого, механизм любого вантуза обладает определенной инертностью и достаточно быстро впустить воздух в трубопровод не сможет, а также в определенных случаях установка вантуза на трубопроводе невозможна.