Veehaamer torustikes on hetkeline rõhu tõus. Erinevus on seotud veevoolu kiiruse järsu muutumisega. Järgmisena saame lisateavet selle kohta, kuidas torujuhtmetes hüdrauliline löök tekib.
Peamine pettekujutelm
Vastava konfiguratsiooniga mootori (kolvi) ülekolviruumi vedeliku täitmise tulemust peetakse ekslikult hüdrauliliseks šokiks. Selle tulemusena ei jõua kolb surnud punkti ja hakkab vett kokku suruma. See omakorda viib mootori rikkeni. Eelkõige varda või ühendusvarda purunemise, silindripea naastude purunemise, tihendite purunemise korral.
Klassifikatsioon
Sõltuv alt rõhutõusu suunast võib veehaamer olla:
- Positiivne. Sellisel juhul tekib rõhu tõus pumba järsu käivitamise või toru ummistumise tõttu.
- Negatiivne. Sel juhul räägime rõhu langusest, mis on tingitud siibri avamisest või pumba väljalülitamisest.
Aja järgilaine levik ja ventiili (või muude sulgeventiilide) sulgemise periood, mille jooksul torudesse tekkis veehaamer, jaguneb:
- Sirge (täis).
- Kaudne (mittetäielik).
Esimesel juhul liigub moodustunud laine esiosa veevoolu algsuunale vastupidises suunas. Edasine liikumine sõltub torujuhtme elementidest, mis asuvad enne suletud ventiili. On tõenäoline, et lainefront liigub korduv alt edasi ja tagasi. Mittetäieliku veehaamri korral ei saa vool mitte ainult hakata liikuma teises suunas, vaid ka osaliselt läbi ventiili, kui see pole täielikult suletud.
Tagajärjed
Kõige ohtlikumaks peetakse positiivset veehaamrit kütte- või veevarustussüsteemis. Kui rõhu tõus on liiga kõrge, võib torustik kahjustada saada. Eelkõige tekivad torudele pikisuunalised praod, mis hiljem põhjustavad lõhenemist, ventiilide tiheduse rikkumist. Nende rikete tõttu hakkavad sanitaartehnilised seadmed üles ütlema: soojusvahetid, pumbad. Sellega seoses tuleb hüdraulilist lööki vältida või vähendada. Vee rõhk muutub maksimaalseks voolu aeglustumise protsessis, kui kogu kineetiline energia kandub üle peavoolu seinte venitamise ja vedelikusamba kokkusurumise tööle.
Uuring
Nimetust uuris eksperimentaalselt ja teoreetiliselt 1899. aastal Nikolai Žukovski. Teadlane on tuvastanudhüdraulilise šoki põhjused. Nähtus on tingitud asjaolust, et vedeliku voolamise liini sulgemise protsessis või selle kiirel sulgemisel (kui tupikkanal on ühendatud hüdraulikaenergia allikaga) toimub järsk rõhu muutus ja moodustub vee kiirus. See ei ole kogu torujuhtmes korraga. Kui sel juhul tehakse teatud mõõtmised, siis võib selguda, et kiiruse muutus toimub suunas ja suuruses ning rõhk - nii vähenemise kui ka suurenemise suunas esialgse suhtes. Kõik see tähendab, et liinis toimub võnkeprotsess. Seda iseloomustab perioodiline rõhu langus ja tõus. Kogu seda protsessi iseloomustab mööduvus ja selle põhjuseks on vedeliku enda ja toru seinte elastsed deformatsioonid. Žukovski tõestas, et laine levimiskiirus on otseselt võrdeline vee kokkusurutavusega. Samuti on oluline toru seinte deformatsiooni suurus. Selle määrab materjali elastsusmoodul. Laine kiirus sõltub ka torujuhtme läbimõõdust. Gaasiga täidetud torus ei saa tekkida järsku rõhutõusu, kuna see tõmbub üsna kergesti kokku.
Protsessi edenemine
Autonoomses veevarustussüsteemis, näiteks maamajas, saab torustikus rõhu tekitamiseks kasutada puurkaevupumpa. Vesihaamer tekib siis, kui vedeliku tarbimine järsku peatub – kui kraan kinni keeratakse. Mööda liigub veejugamaanteel, ei saa koheselt peatuda. Inertsi teel olev vedelikusammas põrkab torustiku "tupikusse", mis tekkis kraani sulgemisel. Sel juhul ei päästa relee veehaamrist. See reageerib ainult tõusule, lülitades pumba välja pärast seda, kui klapp on suletud ja rõhk ületab maksimaalse väärtuse. Väljalülitamine, nagu ka veevoolu peatamine, ei toimu kohe.
Näited
Võib vaadelda pideva rõhu ja konstantse iseloomuga vedeliku liikumisega torustikku, mille puhul suleti järsult mõni ventiil või suleti ootamatult siiber. Puuraugu veevarustussüsteemis tekib veehaamer tavaliselt siis, kui tagasilöögiklapp on staatilisest veetasemest kõrgem (9 meetrit või rohkem) või lekib, kui järgmine ül altoodud klapp hoiab rõhku. Mõlemal juhul tekib osaline tühjenemine. Järgmine kord, kui pump käivitatakse, täidab suure kiirusega vesi vaakumi. Vedelik põrkab kinni suletud tagasilöögiklapile ja selle kohal olevale voolule, põhjustades rõhutõusu. Tulemuseks on veehaamer. See aitab kaasa mitte ainult pragude tekkele ja liigeste hävitamisele. Kui tekib rõhu tõus, on pump või elektrimootor (ja mõnikord mõlemad elemendid korraga) kahjustatud. See nähtus võib ilmneda nihkega hüdroajamisüsteemides, kui kasutatakse poolventiili. Kui üks tühjenduskanalitest on pooliga blokeeritudülalkirjeldatud vedeliku tekkimise protsessid.
Kaitse veehaamri vastu
Laine tugevus sõltub voolukiirusest enne ja pärast kiirtee blokeerimist. Mida intensiivsem on liikumine, seda tugevam on löök ootamatul peatumisel. Voolu enda kiirus sõltub liini läbimõõdust. Mida suurem on ristlõige, seda nõrgem on vedeliku liikumine. Sellest võib järeldada, et suurte torustike kasutamine vähendab veehaamri tõenäosust või nõrgestab seda. Teine võimalus on pikendada veevarustuse sulgemise või pumba sisselülitamise kestust. Toru järkjärguliseks sulgemiseks kasutatakse ventiili tüüpi sulgeelemente. Eriti pumpade puhul kasutatakse pehmekäivituskomplekte. Need võimaldavad mitte ainult vältida veehaamrit sisselülitamise ajal, vaid pikendavad oluliselt ka pumba tööiga.
Kompensaatorid
Kolmas kaitsevalik hõlmab siibriseadme kasutamist. See on membraani paisupaak, mis on võimeline tekkivad rõhutõusud "kustutama". Veehaamri kompensaatorid töötavad teatud põhimõttel. See seisneb selles, et rõhu suurenemise protsessis liigub kolb koos vedelikuga ja elastne element (vedru või õhk) surutakse kokku. Selle tulemusena muudetakse šokiprotsess võnkuvaks. Energia hajumise tõttu laguneb viimane üsna kiiresti ilma olulise rõhu suurenemiseta. Täitmisliinis kasutatakse kompensaatorit. Selle eest võetakse tasusuruõhk rõhul 0,8-1,0 MPa. Arvutused tehakse ligikaudselt, vastav alt täitepaagist või akumulaatorist kompensaatorisse liikuva veesamba energia neelamise tingimustele.
