Гидравлический удар процесс возникновения

Гидравлический удар, вызванный высокой скоростью конденсата

Лучистые и конвективные теплопотери провоцируют конденсацию пара в паропроводах. В начале паропровода конденсат появляется в виде тумана, далее частички увеличиваются до размера капель, часть из них, соприкасаясь со стенками трубопровода, стекают в нижнюю его часть, при этом уже образуется частичное заполнение паропровода конденсатом.

Поскольку жидкость более вязкая, чем пар, трение о стенки трубопровода замедляет поток конденсата, а высокая скорость пара на его поверхности, образует волну.

Вначале она появляется в виде ряби, а далее увеличивается до образования гребней.

Воспринимая высокую скорость потока пара, поток конденсата приобретает значительную кинетическую энергию и оказывает разрушительное воздействие на препятствия в виде изменения профиля трубопровода, арматуры или оборудования.

Устранение этого вида гидроударов сводится к обеспечению правильного дренирования паропроводов и осушению пара, путем установки циклонных сепараторов.

Гидравлический удар в результате мгновенной конденсации пара

Удельный объем пара в 1000 раз больше объема конденсата. Пар, попадая в холодную жидкость, конденсируется и пространство, занимаемое им, на мгновение становится вакуумом. Образовавшийся в конденсате вакуумный пузырь приводит к резкому схлопыванию и возникновению ударной волны со всеми вытекающими последствиями

Этот вид гидроудара является более распространённым, поскольку борьба с ним – задача не простая.

Зависимость температуры конденсата на возникновение гидравлического удара

Логично предположить, что с увеличением разницы температур пара и конденсата, должна увеличиваться и сила гидравлических ударов. Однако в ходе проведения исследований, была выявлена интересная закономерность: к примеру пар с температурой 100˚С вызывает наибольшие гидроудары в конденсате с температурой 70-80˚С, и незначительные – в конденсате с температурой ниже 60 ˚С.

В приведенном графике можно выделить три характерные зоны (с лева на право):

1. Пар, вступая в контакт с самым холодным конденсатом, быстро конденсируется мелкими порциями и не успевает сформировать большие "карманы пара", следовательно, гидроудары образуются незначительные.
2. В средней зоне, из-за относительно небольшой разницы температур 20-30°С, пар не конденсируется сразу. Эта задержка способствует формированию "паровых карманов" значительных размеров, и как результат - мощный гидравлический удар.
3. На правой стороне графика, пар вступает в контакт с конденсатом той же температуры. В этом случае, он конденсируются постепенно и гидравлического удара не возникает. В этом можно убедиться на примере конденсатоотводчика, после которого конденсат взаимодействует с паром вторичного вскипания, и гидроудар отсутствует.