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管道中的压力浪涌是什么?如何进行浪涌分析?

什么是压力浪涌或水锤以及导致它们的原因是什么?

如果管道中的流量率发生任何变化,则压力浪涌可能发生在管道中。因此,如果流动变化非常快速,则管道中移动流体速度的变化会导致压力浪涌,然后浪涌可能在管道中引起许多问题。浪涌可以以声速传播,这将随材料和管的厚度而变化。

通过假设瞬时阀门闭合,通过计算由于浪涌而导致的压力的增加来确定浪涌。更长的闭包时间可以减少喘振力,但它不会改变最大浪涌压力。最大流体瞬态负荷将仅通过管道一次,并且不会考虑反射。如果阀门关闭或泵跳闸,则在上游方向上产生正压波,并且在下游方向产生负压波。下游侧的这种下降压力会导致空化和回流,这将产生自己的浪涌效果。管道中的压力浪涌可能导致管道系统或设备的故障,也可能导致管道的故障,支持,仪器和部件。

可能导致水锤/浪涌的因素是什么?

  • 必须认为流体性能像密度,体积模量,流速,温度
  • 它可能是由于绘图布局,如情节计划,管道类,异构仪
  • 正常/控制关闭,紧急关闭
  • 它可能导致由于阀门或泵关闭关闭,我们必须考虑关闭时间的准确性
  • 它可能发生由于操作变化或由于布局的变化而发生
  • 水中的温度变化也会导致压力浪涌

我们必须考虑运输的媒体

如果运输的介质是气体,则速度将很高,并且速度的变化也会很高。密度低,压力脉动适中。如果透射介质是用于大部分过程的流体,则速度低,与气体相比,速度变化低。密度高,压力脉动也会很高。

管道中的潮水可能是什么问题?

  • 当压力真的很高时,它可能导致管道和部件中的变形或破裂
  • 如果压力太低,则可能导致管道坍塌,泄漏到关节和密封件
  • 发生反向流动,这可能会导致密封件损坏,在电机上刷齿轮,储存罐和储存器的排水
  • 由于浪涌也可能发生管道运动和振动,这可能导致支持的过度关容和失效,这最终会导致管道故障。
  • 大量不平衡负荷可导致管道运动
  • 如果浪涌压力低于操作压力,那么它可能会导致空化和管道的崩溃

如何控制水锤?

  • 使用具有高压额定值的管道
  • 慢慢关闭阀门:我们必须使用阀门慢慢地像隔膜或闸阀
  • 低流体速度
  • 管道控件必须正确完成,如启动和关闭过程
  • 较短的分支管道长度
  • 直管较短的长度:膨胀环和也是肘部,肘部可以减少压力波
  • 我们可以做循环管道,所以较低的速度从循环的两侧流动,可以为分支服务
  • 飞轮在泵上
  • 泵站旁路
  • 使用空气血管
  • 我们可以使用浪涌罐来防止压力浪涌,因此管道中的任何水锤都会吹入电涌罐中,压力将安全地向罐空隙排放

如何计算关闭阀门以避免浪涌压力?

  • 突然或逐渐关闭阀门样的所需时间
  • 流速必须小于3米/秒
  • 管道的长度如果管道较短,则水锤的机会很高
  • 管道的弹性性能以及流体的弹性

时间取决于

  • 管道长度
  • 压力速度
  • 正负压力波

在管道中的流体流动期间,如果阀门突然闭合并停止流动,则动能将变成弹性弹性,并在管道中来回振动,直到通过摩擦损失的能量振动。因此,如果阀门中的液体停止,则水的动能将转化为潜在的压力。

从阀门和返回阀门的压力波行驶时间可以计算

t = 2l / c

L =管道长度在仪表中,C =压力波的速度(仪表/秒)

如果闭合Tc的阀时间大于2L / c,则闭包是渐进的,如果TC小于或等于2L / C,则突然考虑阀门闭合。

浪涌分析有什么需要?

我们必须做浪涌分析,以便将受到保护的管道和连接到它的装置。浪涌分析可以保护人类生活,它可以降低成本。浪涌分析只能准确,因为系统数据输入为输入。只有当输入准确而计算模型是真实系统条件的忠实繁殖,分析会产生高精度。如果存在某种情况,我们必须非常小心。

  • 如果流体速度的最大变化超过4 fps
  • 如果管道的长度超过1000英尺
  • 如果系统中有快速作用阀
  • 如果系统中有泵

浪涌分析所需的文件是什么?

  • 泵数据表
  • 泵站内的管道图纸
  • 泵站内的所有腔室图纸
  • 网站布局以确定浪涌容器位置
  • 崛起的主要图纸
  • 排放室图纸
  • 空气阀的细节
  • 无返回阀的细节
  • 泵运行级别
  • 管道的壁厚,长度和直径
  • 用于构建管道,压力等级和管道设计压力的材料,以及如何将管道安装在埋地或放置在支架上

我们如何对系统进行浪涌分析?

  • 我们必须制造系统的浪涌模型,并检查稳态,单独的模型,每个系统最大值和最小压力
  • 分析镦粗条件
  • 评估瞬态结果:压力,速度和不平衡力
  • 必须确定不平衡力的时间,并且应该添加每个相关节点的机械模型,时间历史
  • 我们必须在所需的系统中进行修改,如此,额外的支撑,轴向挡块,加固等。

如何减轻压力浪涌?

我们可以使用不同类型的措施来减轻管道中的压力浪涌,但没有任何分析,我们将无法执行此操作。因此,确保我们的系统中存在超出设计压力的问题。我们必须确保习惯于减轻浪涌压力的设备保持正确。所以有很多方法可以做浪涌缓解,其中一些是

  • 提供浮雕阀门
  • 提供浪涌坦克
  • 增加管道的直径和壁厚
  • 增加阀门的闭合时间。

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