Vandens plaktukas vamzdynuose reiškiamomentinis slėgio padidėjimas. Skirtumas susijęs su staigiu vandens srauto greičio pasikeitimu. Toliau mes išsamiau sužinosime, kaip vamzdynuose įvyksta hidraulinis smūgis.
Ошибочно считается гидравлическим ударом stūmoklio vietos užpildymas skysčiu tinkamos konfigūracijos variklyje (stūmoklis). Dėl to stūmoklis nepasiekia mirusio taško ir pradeda suspausti vandenį. Tai, savo ruožtu, lemia variklio gedimą. Visų pirma dėl strypo ar jungiamojo strypo lūžio, cilindro galvutės smeigių pertraukos, tarpinės plyšta.
Pagal slėgio šuolio kryptį vandens plaktukas gali būti:
Atsižvelgiant į bangos plitimo laiką ir vožtuvo (arba kitų uždarymo vožtuvų), per kurį vamzdžiuose susiformavo vandens plaktukas, uždarymo periodą, jis yra padalijamas į:
Pirmuoju atveju susidariusios bangos priekisjuda priešinga pradine vandens tekėjimo kryptimi. Tolesnis judėjimas priklausys nuo dujotiekio elementų, esančių prieš uždarus vartus. Tikėtina, kad bangos frontas kelis kartus praeis pirmyn ir atgal. Esant nepilnam hidrauliniam smūgiui, srautas gali ne tik pradėti judėti kita kryptimi, bet ir iš dalies praeiti toliau per vožtuvą, jei jis nėra visiškai uždarytas.
Pavojingiausias laikomas teigiamu.vandens plaktukas šildymo sistemoje arba vandens tiekimas. Jei slėgio šuolis yra per didelis, linija gali būti pažeista. Visų pirma, vamzdžiuose atsiranda išilginių įtrūkimų, kurie vėliau sukelia suskaidymą, o tai yra uždarymo vožtuvų sandarumo pažeidimas. Dėl šių gedimų pradeda gesti santechnikos įranga: šilumokaičiai, siurbliai. Šiuo atžvilgiu reikia užkirsti kelią vandens plaktukui arba sumažinti jo stiprumą. Vandens slėgis tampa maksimalus slopinant srautą, kai visa kinetinė energija pereinama prie linijos sienų tempimo ir skysčio kolonėlės suspaudimo.
Экспериментально и теоретически изучал явление в 1899 m. Nikolajus Žukovskis. Tyrėjas nustatė vandens plaktuko priežastis. Reiškinys atsiranda dėl to, kad uždarant liniją, kuria teka skystis, arba greitai užsidarant (jungiant aklavietės kanalą su hidraulinės energijos šaltiniu) susidaro staigus vandens slėgio ir greičio pokytis. Jis nėra vienu metu visame dujotiekyje. Jei šiuo atveju reikia atlikti tam tikrus matavimus, gali būti paaiškinta, kad greičio pokytis vyksta kryptimi ir dydžiu, o slėgis - tiek mažėjimo, tiek didėjimo kryptimi, palyginti su originalu. Visa tai reiškia, kad užmiestyje vyksta virpesių procesas. Jam būdingas periodiškas slėgio sumažėjimas ir padidėjimas. Visas procesas yra trumpalaikis ir jį lemia elastingos paties skysčio ir vamzdžio sienelių deformacijos. Žukovskis įrodė, kad bangos sklidimo greitis yra tiesiogiai proporcingas vandens suspaudžiamumui. Taip pat svarbus yra vamzdžių sienų deformacijos mastas. Tai lemia medžiagos elastingumo modulis. Bangos greitis taip pat priklauso nuo dujotiekio skersmens. Dujomis užpildytoje linijoje staigus slėgio šoktelėjimas negali įvykti, nes ji lengvai suspaudžiama.
Pvz., Autonominėje vandens tiekimo sistemojekaimo namas, šulinio siurblys gali būti naudojamas norint sukurti slėgį greitkelyje. Vandens plaktukas atsiranda, kai staiga nutraukiamas skysčių vartojimas - kai čiaupas yra uždarytas. Vandens srautas, sukėlęs greitkelį, nesugeba akimirksniu sustoti. Skystis skysčio pagal inerciją patenka į vandens „aklavietę“, kuri susidarė uždarant čiaupą. Tokiu atveju relė negelbsti nuo vandens plaktuko. Jis reaguoja tik į šuolį, išjungdamas siurblį uždaręs vožtuvą ir slėgis viršija maksimalią vertę. Nutraukimas, kaip ir vandens srauto sustabdymas, nėra akimirksniu.
Galite apsvarstyti dujotiekį su konstantapastovaus pobūdžio skysčio slėgis ir judėjimas, kurio metu vožtuvas buvo staigiai uždarytas arba vožtuvas buvo staiga uždarytas. Gręžinių vandens tiekimo sistemoje vandens plaktukas paprastai būna tada, kai grįžtamojo vartų elementas yra aukštesnis už statinį vandens lygį (9 metrai ar daugiau) arba turi nuotėkį, o kitas aukščiau esantis vožtuvas sulaiko slėgį. Abiem atvejais vyksta dalinis išleidimas. Kitą kartą paleidus siurblį, dideliu greičiu tekantis vanduo užpildys vakuumą. Skystis susiduria su uždarytu atbuliniu vožtuvu ir srautu virš jo, sukeldamas slėgio padidėjimą. Dėl to atsiranda vandens plaktukas. Tai prisideda ne tik prie plyšių ir sąnarių lūžių. Jei padidėja slėgis, sugadinamas siurblys arba elektros variklis (o kartais ir abu elementai iš karto). Šis reiškinys gali atsirasti aplinkinėse hidraulinėse pavarų sistemose, kai naudojamas ritės vožtuvas. Kai ritė persidengia vienu iš skysčio įpurškimo kanalų, vyksta aukščiau aprašyti procesai.
Šuolio stiprumas priklausys nuo srauto greičio ikiir persidengusi greitkeliu. Kuo intensyvesnis judesys, tuo stipresnis smūgis staiga sustojus. Pats srauto greitis priklausys nuo linijos skersmens. Kuo didesnis skerspjūvis, tuo silpnesnis skysčio judėjimas. Iš to galime daryti išvadą, kad didelių vamzdynų naudojimas sumažina vandens plaktuko tikimybę arba jį susilpnina. Kitas būdas yra padidinti vandens tiekimo nutraukimo ar siurblio įjungimo trukmę. Laipsniškam vamzdžio uždarymui įgyvendinti naudojami vožtuvo tipo fiksavimo elementai. Ypač siurbliams naudojami minkšto paleidimo rinkiniai. Jie leidžia ne tik išvengti vandens plaktuko paleidimo metu, bet ir žymiai pailginti siurblio eksploatavimo laiką.
Trečioji apsaugos galimybė apimaslopintuvo įtaisas. Tai membranos išsiplėtimo bakas, galintis „sudrėkinti“ susidarančius slėgio bangas. Vandens amortizatoriai veikia pagal tam tikrą principą. Tai slypi tame, kad didėjant slėgiui stūmoklis juda kartu su skysčiu ir elastinis elementas (spyruoklė arba oras) yra suspaustas. Dėl to šoko procesas virsta svyruojančiu. Dėl energijos išsisklaidymo pastaroji pakankamai greitai suyra, reikšmingai nepadidėjus slėgiui. Kompensatorius naudojamas užpildymo linijoje. Jis įkraunamas suslėgtuoju oru, kurio slėgis yra 0,8–1,0 MPa. Skaičiavimas atliekamas maždaug atsižvelgiant į judančio vandens stulpelio energijos sugerties iš užpildymo bako ar akumuliatoriaus į kompensatorių sąlygas.
