Vodní kladivo v potrubí představujeokamžitý nárůst tlaku. Rozdíl je spojen s prudkou změnou rychlosti proudu vody. Dále se podrobněji naučíme, jak v potrubí dochází k hydraulickému rázu.
Chybně považován za vodní kladivovýsledek vyplnění prostoru pístu kapalinou v motoru příslušné konfigurace (píst). V důsledku toho píst nedosáhne mrtvého bodu a začne stlačovat vodu. To zase vede k selhání motoru. Zejména k lomu tyče nebo ojnice, zlomení čepů v hlavě válce, prasknutí těsnění.
Podle směru tlakového skoku může být vodní kladivo:
Podle doby šíření vln a periody uzavírání ventilu (nebo jiných uzavíracích ventilů), během kterého se v trubkách vytvořilo vodní kladivo, se dělí na:
V prvním případě přední strana vytvořené vlnypohybuje se ve směru opačném k původnímu směru toku vody. Další pohyb bude záviset na prvcích potrubí, které jsou umístěny před uzavřenou branou. Je pravděpodobné, že čelo vlny bude opakovaně procházet směrem vpřed a vzad. V případě neúplného hydraulického nárazu se může tok nejen začít pohybovat v opačném směru, ale také částečně procházet ventilem, pokud není zcela uzavřen.
Nejnebezpečnější je považováno za pozitivní.vodní kladivo v topném systému nebo přívod vody. Pokud je tlakový skok příliš vysoký, může dojít k poškození vedení. Zejména se na trubkách objevují podélné trhliny, které následně vedou k rozdělení, což narušuje těsnost uzavíracích ventilů. Kvůli těmto poruchám začne instalace vodovodních zařízení selhat: výměníky tepla, čerpadla. V tomto ohledu musí být vodnímu kladivu zabráněno nebo snížena jeho pevnost. Tlak vody se stává maximálním během inhibice toku během přechodu veškeré kinetické energie do procesu napínání stěn potrubí a stlačování kapalného sloupce.
Experimentálně a teoreticky studoval tento jev v roce 20051899 Nikolay Zhukovsky. Výzkumník identifikoval příčiny vodního kladiva. Tento jev je způsoben skutečností, že v procesu uzavírání potrubí, kterým protéká tekutina, nebo když je rychle uzavřena (při spojení slepého koncového kanálu se zdrojem hydraulické energie), dochází k prudké změně tlaku a rychlosti vody. To není současně v celém potrubí. Pokud v tomto případě, aby se určitá měření, lze zjistit, že ke změně rychlosti dochází ve směru a velikosti, a tlak - a to jak ve směru poklesu a zvýšení ve srovnání s originálem. To vše znamená, že v kmeni probíhá oscilační proces. Vyznačuje se periodickým snižováním a zvyšováním tlaku. Celý tento proces je přechodný a je způsoben elastickými deformacemi samotné kapaliny a stěn potrubí. Zhukovsky dokázal, že rychlost šíření vlny je přímo úměrná stlačitelnosti vody. Důležitá je také velikost deformace stěn potrubí. Je určována modulem pružnosti materiálu. Rychlost vlny také závisí na průměru potrubí. V potrubí naplněném plynem nemůže dojít k prudkému nárůstu tlaku, protože je snadno stlačitelný.
Například v autonomním vodovodním systémuvenkovský dům, čerpadlo studny lze použít k vytvoření tlaku na dálnici. K vodnímu rázu dochází, když dojde k náhlému zastavení příjmu tekutin - když je kohout uzavřen. Proud vody, který pohyboval po dálnici, se nemůže okamžitě zastavit. Do "slepé uličky" narazí do kapaliny sloupec kapaliny setrvačností, který vznikl při uzavření kohoutku. V tomto případě relé neukládá před vodním kladivem. Reaguje pouze na skok, vypíná čerpadlo po uzavření ventilu a tlak překročí maximální hodnotu. Vypnutí, stejně jako zastavení průtoku vody, není okamžité.
Můžete zvážit potrubí s konstantoutlak a pohyb tekutiny, která je konstantní povahy, ve které byl ventil náhle uzavřen nebo ventil náhle uzavřen. V systému dodávky vody do vrtů se zpravidla vyskytuje vodní kladivo, když je prvek vratné brány vyšší než statická hladina vody (9 metrů nebo více) nebo má netěsnost, zatímco další ventil nad tlakem udržuje tlak. V obou případech dochází k částečnému výboji. Při příštím spuštění čerpadla naplní vakuum voda tekoucí vysokou rychlostí. Kapalina se srazí se zavřeným zpětným ventilem a průtokem nad ním, což způsobí nárůst tlaku. Výsledkem je vodní kladivo. Přispívá nejen k praskání a lomu kloubů. Dojde-li ke zvýšení tlaku, je čerpadlo nebo elektrický motor poškozen (a někdy i oba prvky najednou). Tento jev může nastat v systémech prostorového hydraulického pohonu, když je použit cívkový ventil. Když cívka překrývá jeden z kanálů pro vstřikování tekutiny, nastávají výše popsané procesy.
Síla skoku bude záviset na průtoku až doa po překrývání dálnice. Čím intenzivnější je pohyb, tím silnější je náraz při náhlém zastavení. Rychlost samotného toku bude záviset na průměru potrubí. Čím větší je průřez, tím slabší je pohyb kapaliny. Z toho můžeme usoudit, že použití velkých potrubí snižuje pravděpodobnost výskytu vodního kladiva nebo jej oslabuje. Dalším způsobem je prodloužení doby uzavření přívodu vody nebo zapnutí čerpadla. K provádění postupného uzavírání potrubí se používají uzavírací prvky ventilového typu. Zejména u čerpadel se používají sady pro měkký start. Umožňují nejen vyhnout se vodnímu kladivu během procesu přepínání, ale také výrazně zvyšují provozní životnost čerpadla.
Třetí možnost ochrany zahrnuje použitítlumicí zařízení. Je to membránová expanzní nádrž, která je schopna „uhasit“ výsledné tlakové rázy. Tlumiče nárazu vody pracují podle konkrétního principu. Spočívá ve skutečnosti, že při zvyšujícím se tlaku se píst pohybuje s kapalinou a elastický prvek (pružina nebo vzduch) je stlačen. Výsledkem je, že šokový proces je transformován na oscilační. V důsledku rozptylu energie dochází k rychlému rozpadu energie bez výrazného zvýšení tlaku. Kompenzátor se používá v plnicí lince. Plní se stlačeným vzduchem při tlaku 0,8 až 1,0 MPa. Výpočet se provádí přibližně v souladu s podmínkami absorpce energie pohybujícího se sloupce vody z plnicí nádrže nebo baterie do kompenzátoru.
