Водният чук в тръбопроводите представлявамоментален скок на налягането. Разликата е свързана с рязка промяна в скоростта на водния поток. По-нататък научаваме по-подробно как се получава хидравличен удар в тръбопроводите.
Грешно се смята за воден чукрезултатът от запълване на буталното пространство с течност в двигателя с подходяща конфигурация (буталото). В резултат на това буталото не достига мъртвата точка и започва да компресира вода. Това от своя страна води до повреда на двигателя. По-специално, до счупване на пръта или свързващия прът, счупване на шиповете в главата на цилиндъра, счупване в уплътненията.
В съответствие с посоката на скока на налягане, воден чук може да бъде:
В съответствие с времето за разпространение на вълната и периода на затваряне на клапана (или други спирателни клапани), по време на който в тръбите се образува воден чук, той се разделя на:
В първия случай предната част на образуваната вълнасе движи в обратна посока спрямо първоначалната посока на водния поток. По-нататъшното движение ще зависи от елементите на тръбопровода, които са разположени преди затворената порта. Вероятно фронтът на вълната ще преминава многократно в посока напред и назад. При непълен хидравличен удар потокът може не само да започне да се движи в другата посока, но и частично да премине по-нататък през клапана, ако не е напълно затворен.
Самым опасным считается положительный воден чук в отоплителната система или водоснабдяването. Ако скокът на налягането е твърде висок, линията може да се повреди. По-специално, на тръбите се появяват надлъжни пукнатини, което впоследствие води до разцепване, нарушение на херметичността в спирателните клапани. Поради тези повреди водопроводното оборудване започва да се отказва: топлообменници, помпи. В тази връзка водният чук трябва да бъде предотвратен или намален. Водното налягане става максимално по време на инхибиране на потока по време на прехода на цялата кинетична енергия към работата на разтягане на стените на линията и компресиране на колоната с течност.
Той експериментално и теоретично изучи феномена във1899 г. Николай Жуковски. Изследователят идентифицира причините за водния чук. Явлението се дължи на факта, че в процеса на затваряне на линията, по която тече течността, или когато тя се затваря бързо (при свързване на задънения канал с източник на хидравлична енергия) се образува рязка промяна в налягането и скоростта на водата. Не е едновременно в целия тръбопровод. Ако в този случай, за да се направят определени измервания, може да се разкрие, че промяната на скоростта се случва по посока и величина, а налягането - както в посока на намаляване, така и увеличение спрямо оригиналния. Всичко това означава, че в магистралата има колебателен процес. Характеризира се с периодично намаляване и повишаване на налягането. Целият процес е преходен и се причинява от еластични деформации на самата течност и стените на тръбата. Жуковски доказа, че скоростта, с която се разпространява вълната, е в пряка пропорция на сгъваемостта на водата. Също така е важно големината на деформацията на стените на тръбата. Определя се от модула на еластичност на материала. Скоростта на вълната също зависи от диаметъра на тръбопровода. Рязък скок на налягането не може да се случи в напълнена с газ линия, тъй като тя се компресира лесно.
Например в автономна система за водоснабдяванеселска къща, помпа за кладенец може да се използва за създаване на налягане в магистралата. Водният чук се появява, когато има внезапно прекратяване на приема на течност - когато кранът е изключен. Водният поток, който направи движението по магистралата, не е в състояние да спре незабавно. Колона с течност по инерция се разбива във водния „задънена улица“, която се образува при затваряне на крана. В този случай релето не спестява от воден чук. Той реагира само на скок, изключва помпата след затваряне на клапана и налягането надвишава максималната стойност. Изключването, като спирането на водния поток, не е моментално.
Можете да разгледате тръбопровод с константаналягането и движението на течността, което има постоянен характер, при което клапанът рязко се затвори или клапанът внезапно се затвори. В система за водоснабдяване на сондажи, като правило, воден чук възниква, когато елементът на връщащия затвор е по-висок от статичното ниво на водата (9 метра или повече) или има теч, докато следващият клапан отгоре задържа налягането. И в двата случая се извършва частично изхвърляне. Следващият път, когато помпата започне, водата, която тече с висока скорост, ще запълни вакуума. Течността се сблъсква със затворения контролен клапан и потока над него, причинявайки скок на налягането. В резултат на това се получава воден чук. Допринася не само за напукване и счупване на ставите. Ако се появи пренапрежение, помпата или електрическият двигател са повредени (а понякога и двата елемента наведнъж). Това явление може да възникне в съраунд хидравлични задвижващи системи, когато се използва макарен клапан. Когато макарата се припокрива един от каналите за инжектиране на течност, протичат описаните по-горе процеси.
Силата на скока ще зависи от скоростта на потока дои след припокриване на магистралата. Колкото по-интензивно е движението, толкова по-силен е шокът при внезапно спиране. Скоростта на самия поток ще зависи от диаметъра на линията. Колкото по-голямо е напречното сечение, толкова по-слабо е движението на течността. От това можем да заключим, че използването на големи тръбопроводи намалява вероятността от воден чук или го отслабва. Друг начин е да се увеличи продължителността на спирането на водоснабдяването или включването на помпата. За осъществяване на постепенното затваряне на тръбата се използват заключващи елементи от клапан. Специално за помпите се използват комплекти с мек старт. Те позволяват не само да се избегне воден чук по време на процеса на стартиране, но и значително да увеличат експлоатационния живот на помпата.
Третият вариант на защита включва използването наамортисьорно устройство. Това е мембранен разширителен резервоар, който е в състояние да "овлажни" получените скокове на налягането. Водните амортисьори работят по конкретен принцип. Той се крие във факта, че в процеса на повишаване на налягането буталото се движи с течността и еластичният елемент (пружина или въздух) се компресира. В резултат на това шоковият процес се трансформира в осцилиращ. Поради разсейването на енергията последната се разпада достатъчно бързо, без значително повишаване на налягането. Компенсаторът се използва в линията за пълнене. Зарежда се със сгъстен въздух при налягане от 0,8-1,0 МРа. Изчисляването се извършва приблизително в съответствие с условията за усвояване на енергията на подвижната колона вода от резервоара за пълнене или батерията до компенсатора.
