Как защитить двигатель от гидроудара?
Гидроудар — серьёзная угроза для любого двигателя. Обычно под этим физическим термином подразумевают скачок давления в любой замкнутой системе, заполненной жидкостью. Если же говорить о транспортных средствах, здесь гидравлический удар наступает в момент, когда в силовой агрегат попадает вода и буквально за пару секунд выводит транспортное средство из строя.
Чаще всего подобное происходит во время движения по глубоким лужам (в том числе во время проливных дождей) или при переезде через водоёмы, причём порой водителям кажется, что ничего не предвещает беды. Однако при неудачном стечении обстоятельств вода может через воздухозаборник попасть в двигатель даже при пересечении относительно небольшой лужи… Стоит только воде оказаться там, где её быть не должно, то есть в изначально изолированных от влаги цилиндрах или камерах сгорания, жди беды. Полностью заполнив пространство, вода — в отличие от воздуха или горючего — отказывается сжиматься, и в результате двигатель останавливается с характерным ударом, «тряхнуть» от которого может весь автомобиль.
Водитель, пассажиры или груз от такого не пострадают, а вот транспортное средство может оказаться под серьёзной угрозой: в такие моменты на все детали мотора приходится колоссальная нагрузка, и зачастую какие-то из них не выдерживают.
Гидроудар двигателя: последствия и опасности
Последствия гидравлического удара двигателя могут быть самыми серьёзными, вплоть до полного прекращения работы без возможности восстановления. Конечно, далеко не всегда ситуация настолько фатальна, однако любое, даже незначительное повреждение двигателя означает, во-первых, необходимость ремонта и, во-вторых, невозможность использовать ТС, пока проблема не будет решена. И то и другое в итоге ведёт к потере времени, нервов и денег.
Вообще, повреждения, которые может получить сердце автомобиля, напрямую связаны со скоростью передвижения во время неудачной водной процедуры и тем количеством воды, которое попало в мотор. Если авто двигалось медленно или пребывало в неподвижности, а силовой агрегат трудился на холостом ходу или небольших оборотах, отделаться можно и лёгким испугом — в этом случае, скорее всего, двигатель просто заглохнет.
А вот если скорость преодоления аквапрепятствий была велика, сопоставимым может стать и объём разрушений — вплоть до критической деформации или полной поломки важнейших деталей.
Среди возможных последствий гидроудара можно выделить:
- отказ датчиков, в том числе датчика положения коленчатого вала,
- деформацию вкладышей двигателя,
- разрушение коленвала,
- разрушение распределительных валов,
- поломку кривошипо-шатунных механизмов,
- разрушение поршневых колец,
- заклинивание двигателя.
Особенно опасным гидроудар считается для моторов, работающих на дизельном топливе. Степень сжатия и компрессии в дизельном двигателе изначально гораздо выше, нежели у его бензинового собрата, а значит, и удар по деталям окажется более сильным.
Читайте также: «Как запустить дизельный двигатель в мороз».
Существует ли защита от гидроудара?
Гидроудар — явление, с которым сталкиваются не только автомобилисты. Но если для магистральных трубопроводов давно разработаны специальные системы защиты от гидроудара, то с транспортными средствами дела обстоят не так радужно.
Единственное ТС, которое может похвастаться чем-то подобным, это танк: устройство, способное предотвратить попадание воды через воздухозабор при форсировании водных преград, в 2002 году запатентовала Общевойсковая академия Вооруженных сил Российской Федерации.
Что же делать всем остальным? Очевидным решением выглядит рекомендация не заезжать в лужи и избегать всевозможных ручьёв и речек, даже если они кажутся безобидными. Но в отечественных условиях такие рекомендации не всегда выполнимы. С опасностью гидроудара можно столкнуться даже посреди мегаполиса — к примеру, когда ливнёвки на дорогах не выдерживают многодневных дождей, и от грязной воды страдают даже высокие автобусы и грузовые автомобили. Что и говорить о междугородных пассажирских и грузовых перевозках или о любом передвижении по колейной дороге, а иногда и по бездорожью?
Если «столкновения» с водной стихией не избежать, главное — пересекать её с равномерной скоростью на самой низкой передаче, поддерживая обороты двигателя на минимально возможном устойчивом уровне.
Автомобиль должен ехать так, чтоб создаваемая им волна его не накрыла (а ускорение или замедление неминуемо приведут именно к этому).
Здесь, конечно, важно знать высоту, на которой расположены воздухозаборники конкретного автомобиля — и уметь сопоставлять её с глубиной лужи или водоёма, которые нужно переехать. Такое не всегда удаётся сделать на глаз, поэтому на незнакомой дороге глубину можно и нужно проверить заранее.
Если переезд через водный барьер прошёл гладко, можно смело двигаться дальше. Если же в успехе предприятия есть некоторые сомнения, можно устроить двигателю небольшую проверку. Например, чуть ослабить пробку на поддоне и посмотреть: что пойдёт первым — вода или масло. Так как вода тяжелее масла, при попадании внутрь именно она «проявится» первой. Некоторые специалисты также рекомендуют визуально проверить на наличие влаги сам воздушный фильтр и его корпус. Всё чисто, но сомнения ещё остаются? Для того чтобы вернуть себе полную и окончательную уверенность, можно выкрутить одну свечу.
Если следов воды на ней нет, всё в порядке. Если же влага присутствует, нужно обязательно просушить колодцы и побрызгать WD-40 — аэрозольную смазку-вытеснитель воды.
И всё же… Как добиться защиты от гидроудара?
Одним из способов барьерной защиты от гидравлического удара двигателя могут стать кожухи, прикрывающие жизненно важные узлы от подтекания влаги, либо полноценная защита картера, похожая на стальной (или пластиковый) лист на днище автомобиля. В таком случае именно высота этих спасительных элементов должна браться за основной критерий безопасности при преодолении того или иного водоёма. Правда, этот вариант подойдёт не каждому автомобилю, всё зависит от конкретной модели и расположения воздухозаборника…
Другой, более специфический вариант — установка шноркелей. Это впускные трубы для двигателя, которые поднимаются на уровень крыши транспортного средства, а порой даже выше. Само название происходит от немецкого Schnorchel, которое дословно переводится как «устройство для дыхания».
Изобреталось оно, в первую очередь, для подлодок, однако в настоящий момент такими агрегатами часто наделяют военные автомобили и опять-таки танки. Но, впрочем, не только. Тракторы из линейки «Беларус» от Минского тракторного завода тоже обладают шноркелями. Устанавливают такие трубы и на любые другие автомобили — от грузовиков до «Газелей», но смысл это имеет лишь в том случае, если транспортному средству часто приходится преодолевать глубокие воды (или пустыни, поскольку, установив на шноркель специальную насадку, можно защититься и от песка).
Читайте также: «ТОП внедорожных грузовиков».
Фото: unsplash.com/@cakirchoffЧто делать, если гидроудар двигателя всё-таки произошёл?
Ни в коем случае не стоит пытаться снова завести двигатель. Это вряд ли поможет, зато навредить сможет с большой вероятностью. Больше того, зажигание нужно немедленно выключить.
Первое, что нужно сделать, это вытащить транспортное средство на сухое место без запуска мотора: подтянув с помощью буксира или даже вытолкав своими силами, либо силами другого автомобиля.
Машине потребуется несколько часов для того, чтобы отстояться, после чего можно приступать к осмотру, чтобы оценить повреждения.
Освободив двигатель от кожуха, внимательно проверьте мотор на наличие влаги. Следующим на очереди на проверку должен стать воздушный фильтр. Если он хотя бы немного влажный, нужно снять свечи зажигания (вода из отверстий для них — плохой знак), а на большинстве двигателей ещё и топливную рампу с форсунками, и попробовать вручную прокрутить коленвал. Если вам удалось совершить оборот, значит, шатунные механизмы в порядке, а вот стук или скрежет металла, а также серьёзные трудности при вращении будут означать, что, скорее всего, самостоятельно справиться с последствиями уже не получится.
Не лишним будет замерить компрессию, ведь последствием гидроудара часто становится деформация клапанов либо возникновение зазора между поршневыми кольцами и стенками цилиндра. Измерение этого параметра осуществляется с помощью специального прибора — компрессометра, и самое важное здесь — чтобы расхождение между самым большим и самым маленьким показанием не превышало 15%.
В противном случае потребуется вмешательство специалиста.
Следующий шаг — проверка уровня масла. Если он заметно поднялся, а на щупе виднеются белые следы, скорее всего, вода попала внутрь двигателя и смешалась с маслом. В случаях, когда уровень поднялся более чем на пол-литра, рекомендуется ехать в сервис, причём не самостоятельно, а с помощью эвакуатора.
Для транспорта с дизельным двигателем эвакуация или буксир в автосервис и вовсе — первая и единственная рекомендация, поскольку самостоятельно удалить из такого мотора влагу на месте попросту невозможно. Больше того, даже после того, как её удалят в автосервисе, машине потребуется замена шатуна, поскольку он уже стал короче в результате гидроудара, и, если не принять меры, — в течение ближайшего времени последствия дадут о себе знать.
Самое главное, не оттягивать встречу со специалистами, иначе оставшаяся в сердце машины вода неизбежно приведёт к коррозии.
Борьба с гидравлическим ударом, точнее, с его последствиями
Что по ремонту? Его сложность и стоимость будут индивидуальными, в зависимости от полученных повреждений и изначальной конструкции двигателя, причём в худшем случае числа могут оказаться и шестизначными.
Но на самом деле в случае с гидроударом двигателя даже самое благоприятное развитие событий обернётся существенными затратами.
Всё потому, что после гидроудара силовой агрегат нужно обязательно разобрать для того, чтобы провести диагностику всех основных узлов. Потребуется ли ремонт либо замена деталей (а может быть, и всего двигателя), станет ясно лишь после этой процедуры. Лучший из возможных сценариев заключается в том, что двигатель потребуется просушить, а после — заменить фильтр.
Впрочем, даже с таким сценарием никому из водителей или автовладельцев сталкиваться бы не хотелось. Поэтому аккуратное вождение и пересечение луж и водоёмов на небольших скоростях — лучшие друзья для профилактики гидроудара!
Читайте также: «Обзор автономных жидкостных подогревателей. Согреваемся с умом!».
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Гидроудар двигателя: диагностика и меры предосторожности.
Гидроудар (ГУ) — это попадание воды в двигатель при его работе и может случиться в момент преодоления водной преграды, напр. лужи.Опасность гидроудара в том, что он может вызвать поломку и потребуется ремонт двигателя вплоть до капитального. Если машина заглохла в период проезда водного препятствия и вы не в силах определить причины и масштабы неприятности, то лучше отказаться от действий по возобновлению работы ДВС и вызвать специалиста, эвакуатор.Наше кредо: Мы ремонтируем машины и делаем это добротно.
|
Наш автосервис в Краснодаре техцентр MB AVTO работает с 2013 года. Мы с вами уже 6 лет.
Бывает так, что после проезда водного препятствия, например, глубокой лужи, автомобиль внезапно останавливается, а двигатель глохнет. В такой ситуации вполне возможно, что мотор получил гидроудар. Мы постараемся объяснить ниже, что это такое, каковы признаки гидроудара и как всего этого избежать.
Что такое гидроудар двигателя?
Гидроудар — представляет собой тот случай, когда двигатель работает, а внутрь его попадает вода. Ситуаций может быть много: лужи, наводнения и так далее.
Известно, что вода фактически не сжимается, это нам известно еще со школы. Что происходит? Вы в пути, перед вами водная преграда, допустим глубокая лужа, автомобиль своим движением создает некую стену воды впереди капота. Вода при этом обтекает двигатель и заполняет все свободное пространство вокруг него, при этом вода может легко попасть через воздушный фильтр в камеру сгорания. Поршень сжимает горючую смесь, но дойти до своей верхней точки не в состоянии, поскольку ему мешает это сделать вода.Чем опасен гидроудар?
Как результат, случается остановка и стопор мотора, исходит звук, характерный для удара, двигатель глохнет и перестает заводиться.
В этот самый момент на все подвижные части двигателя передаётся мощная кинетическая энергия, которая ломает на своем пути любые металлические конструкции. При этом, чем выше были обороты двигателя, тем больший удар получит двигатель и тяжелей будет поломка. Бывает и так, что в результате двигателю может потребоваться капитальный ремонт.
Особо может пострадать от гидроудара дизельный двигатель, поскольку рабочее давление внутри цилиндров у дизеля намного больше нежели у бензинового мотора.
Что делать, если двигатель заглох и есть подозрения на гидроудар?
В случае возникновения такой ситуации, и двигатель все таки заглох от проезда лужи, то в любом случае нельзя поддаваться панике, поскольку возможно просто залило датчик двигателя и он перестал заводиться. Постарайтесь выждать несколько минут, успокоиться, вода должна стечь и после этого можно повторить попытку запустить двигатель.
На практике в большинстве случаев, если двигатель заглох после проезда водного препятствия, то виноват не гидроудар, а датчики либо проводка, к примеру вода попала в датчик положения коленвала, и горит «чек» на панели приборов, машина не заводится.
В любом случае, необходимо выждать некоторое время и сделать повторную попытку запуска двигателя, то есть дать возможность датчикам либо проводке подсохнуть, что может обеспечить их нормальную работу.
Если же это не помогает и двигатель упорно не желает заводиться, то необходимо провести его диагностику на предмет неисправности. О том, что двигатель получил гидроудар может говорить его крайне низкая компрессия.Каким образом избежать гидроудар?
Как совет, для того, чтобы избежать гидроудара следует водные препятствия, глубокие лужи проезжать с крайней осторожностью. Лучше всего это немного притормозить перед лужей, а не рваться через нее как ретивый конь на всех парусах, чтобы аж брызги летели во все стороны. Надо о себе думать, о своей машине и о прохожих, которые могут оказаться поблизости. Конечно, проезд на полной скорости по луже смотрится эффектно, однако именно в таком случае наиболее высока вероятность получения гидроудара, поскольку образуется от движения на скорости высокая волна, которая обратным движением и достает автомобиль тем, что входит в систему забора воздуха, а эта система на многих автомобилях расположена низко.
Самый лучший на наш взгляд вариант, так это проезжать глубокие лужи на первой либо второй передаче, без резких ускорений и торможений, плавно, не создавая волны и ее обратного движения.
Останавливаться в луже также не стоит, поскольку новый запуск двигателя точно может грозить гидроударом, если высокий очень уровень воды.В том же случае, если все таки неприятность случилась, то можете обратиться к нам. Мы можем помочь: эвакуатором, оказать услугу диагностика на выезде, а в крайнем случае, если случилась поломка мотора, то взяться за его ремонт.
Обращайтесь, мы команда профессионалов, досконально знающих своё дело!
+7 (988) 666-66-94(861) 274-13-43+7 (918) 622-77-74
ЗВОНИТЕ!Время работы: Пн.- Сб. с 9.00 до 19.00 Вск. — выходной.Адрес: г. Краснодар, ул. Ипподромная, 1 (район Садового моста)Подъезжайте! Будем рады Вас видеть в Техцентре.
|
Посмотреть Контакты. Схему проезда.
Причины гидравлического удара (часть первая)
В первой части этой колонки, состоящей из двух частей, мы дадим определение гидравлическому удару и исследуем события, которые его вызывают.
Мы также постараемся получить представление о дополнительном давлении, которое оно создает. Чтобы прочитать вторую часть, нажмите здесь.
Что такое гидравлический удар?
Гидравлический удар (также гидравлический удар) представляет собой скачок давления, который может возникнуть в любой насосной системе, который подвергается резкому изменению скорости потока и обычно возникает в результате пуска и остановки насоса, открытия и закрытия клапанов или разделения столба воды и закрытие. Эти резкие изменения могут привести к тому, что весь или часть протекающей водной толщи претерпит изменение импульса. Это изменение может вызвать ударную волну, которая распространяется между создавшим ее барьером и вторичным барьером. Если интенсивность ударной волны высока, может произойти физическое повреждение системы. Как ни странно, гидравлический удар может быть более серьезной проблемой в системах с низким давлением.
Гидравлический удар является еще одним примером сохранения энергии и возникает в результате преобразования энергии скорости в энергию давления.
Поскольку жидкости имеют низкую сжимаемость, результирующая энергия давления имеет тенденцию быть высокой.
Возможно, лучший способ визуализировать гидравлический удар — начать с гипотетического примера. На рис. 1 ниже показан насос, перекачивающий воду в трубу, которая была пустой на момент запуска насоса. Два клапана, расположенные на нагнетании насоса и на дальнем конце трубы, полностью открыты и могут мгновенно закрываться. Труба, клапаны и другие фитинги совершенно неэластичны, и объем не может измениться независимо от давления. Столб воды, протекающей по трубе, также имеет идеально плоскую переднюю кромку, которая соответствует внутреннему диаметру поперечного сечения трубы. Когда передняя кромка водяного столба достигает нижнего клапана, он закрывается почти со скоростью света и не захватывает воздух перед водяным столбом.
Рисунок 1
Несмотря на то, что передняя кромка коснулась закрытого клапана, поток в трубу продолжается в течение следующих нескольких миллисекунд.
Как только поток прекращается, верхний клапан закрывается (на этот раз с истинной скоростью света), и столб воды полностью изолируется между двумя клапанами. Какие события происходят, когда колонка ударяется о закрытый клапан, расположенный ниже по потоку, и почему вода продолжает поступать в трубу, даже если клапан закрыт?
Если бы эта движущаяся колонна была колонной из металла, а не из воды (конечно, гипотетически), могло бы произойти несколько вещей. В зависимости от его коэффициента восстановления (его способности избегать необратимого повреждения) кинетическая энергия из-за потока (движения) может быть преобразована в механическую энергию, когда передняя кромка металлической колонны прижимается к закрытому клапану. Если бы это произошло, колонна остановилась бы и осталась бы неподвижной у клапана. Если его восстановление достаточно велико, чтобы предотвратить раздавливание, та же самая кинетическая энергия может быть использована для изменения его направления в форме отскока.
Независимо от результата «целая» металлическая колонна либо остановится, либо отскочит в противоположном направлении. Ни одно из этих событий не происходит, когда участвует вода.
Вода почти несжимаемая жидкость, что позволяет предположить, что она слегка сжимаема. При температуре окружающей среды 1 psi уменьшит его объем примерно на 0,0000034 процента. Это кажется довольно маленьким, но чем больше объем, тем легче увидеть эффект. Например, если бы вода не сжималась, уровень моря был бы примерно на 100 футов выше нынешнего уровня! При очень высоких давлениях, скажем, 40 000 фунтов на квадратный дюйм, его сжимаемость увеличивается примерно до 10 процентов. Но большая часть воды — это не просто вода, она также содержит воздух, состоящий в основном из азота (78 процентов) и кислорода (21 процент). Иначе рыбе не выжить! Растворенный воздух составляет около 2 процентов от заданного объема необработанной воды и существенно повышает ее сжимаемость.
Почему
Сжимаемость воды (и растворенного в ней воздуха) заставляет воду вести себя иначе, чем металлическая колонна.
Если бы он не сжимался, его передняя кромка была бы постоянно раздавлена или вся колонна отскакивала бы назад. Когда передняя кромка водяного столба ударяется о закрытый клапан, он резко останавливается. Поскольку вода за передней кромкой все еще находится в движении, она начинает сжиматься. Это сжатие по всей длине колонны позволяет небольшому количеству воды продолжать поступать в трубу, даже если передняя кромка остановилась. Когда поток прекращается, вся его кинетическая энергия движения и энергия сжатия преобразуется в энергию давления.
Сжатие начинается на передней кромке водяного столба, и, поскольку производимая им дополнительная энергия не может продолжаться дальше закрытого клапана, генерируется волна давления или ударная волна, которая движется по пути наименьшего сопротивления, который в данном примере идет назад по течению . Его возникновение похоже на эхо, возникающее, когда звуковая волна, распространяясь по воздуху, сталкивается с аналогичным барьером. Когда волна попадает на входной клапан, она отражается вниз по потоку, но с меньшей интенсивностью.
Это возвратно-поступательное движение продолжается до тех пор, пока потери на трение и отражение не заставят волну исчезнуть. Скорость, с которой распространяется волна, и энергия, которую она теряет при движении, зависят от плотности и сжимаемости среды, в которой она распространяется. Плотность и сжимаемость воды делают ее хорошей средой для генерации и передачи ударных волн.
Волны давления, создаваемые гидравлическим ударом, имеют характеристики, аналогичные характеристикам звуковых волн, и распространяются с такой же скоростью. Время, необходимое для того, чтобы волна давления гидравлического удара прошла по длине трубы, равно просто длине трубы, деленной на скорость звука в воде (примерно 4860 футов/сек). В анализе гидравлического удара часто используется постоянная времени, описывающая продвижение волны от ее начала до вторичного барьера, а затем обратно. Он принимает вид Tc = 2L/a (где L — длина трубы, а — скорость волны, т. е. скорость звука). В трубе длиной 1000 футов волна может совершить полное путешествие туда и обратно менее чем за полсекунды.
Давление, создаваемое этой ударной волной, прямо пропорционально скорости волны и скорости течения воды в трубе. Хотя приведенное ниже уравнение не учитывает влияние длины, диаметра и упругости трубы, оно дает некоторое представление о дополнительном давлении, создаваемом волной давления гидравлического удара.
P(добавочное) = aV / 2,31g
P — дополнительное давление, создаваемое ударной волной, a — скорость волны, V — скорость течения воды в трубе в футах в секунду, g — универсальная гравитационная постоянная @ 32 фута/сек2, а 2,31 — постоянная преобразования давления. При скорости трубопровода 5 футов/сек² дополнительное давление, создаваемое ударной волной, составляет примерно 328 фунтов на квадратный дюйм. Увеличение этой скорости до 10 футов в секунду увеличивает дополнительное давление примерно до 657 фунтов на квадратный дюйм. Очевидно, что системы, которые не рассчитаны на такое повышенное давление, часто повреждаются или даже разрушаются.
В следующем месяце мы рассмотрим три основные причины гидравлического удара и факторы, влияющие на величину создаваемой им ударной волны. Мы также увидим, почему гидравлический удар может быть более разрушительным в системах низкого давления.
Гидравлический молот
Эффект гидравлического удара представляет собой ударную нагрузку, которая является самой неправильно понимаемой силой, известной сегодня датчикам давления. Гидравлический удар создается внезапной остановкой и/или запуском потока жидкости. Результаты гидравлического удара или импульсной нагрузки разрушительны для датчика давления. Импульсная нагрузка возникает внезапно, в миллисекундном временном интервале, но ее последствия длятся всю жизнь. Гидравлические удары возникают почти во всех напорных системах и обычно не могут быть остановлены без значительных затрат времени, энергии и исследований.
Введение в термометры сопротивления и датчики
Импульсные демпферы гидравлического удара под давлением
Демпфер имеет пористый металлический диск трех стандартных классов пористости.
Из-за большой фильтрующей поверхности демпфер имеет меньшую склонность к засорению, чем устройства диафрагменного типа.
Типичный пример эффекта гидравлического удара, происходящего в большинстве домов каждый день. Если просто выключить душ, по всему дому раздастся громкий стук; это прекрасный пример гидравлического удара. Посудомоечные и стиральные машины издают такие же звуки, потому что внутри них маленькие электромагнитные клапаны быстро открываются и закрываются, производя этот пульсирующий шум. Ключевой фразой в приведенных выше примерах было включение или выключение воды «быстро», а не медленное выключение воды. В примере с душем, если вы выключите воду медленно, гидроудара не произойдет. Обычное промышленное оборудование, такое как предохранительные клапаны, электромагнитные клапаны, клапаны в целом, центробежные насосы, объемные насосы и регуляторы, может и будет вызывать сильные ударные воздействия. Простое решение этого разрушительного эффекта состоит в том, чтобы защитить каждый датчик с помощью демпфера давления.
Молот возникает из-за того, что весь поток воды останавливается так быстро, что конец поезда ударяется о передний конец и посылает ударные волны по трубе. Это похоже на настоящий поезд, вместо того, чтобы замедлиться до остановки, он врезается в склон горы. Задняя часть поезда продолжает двигаться вперед, хотя передняя никуда не может двигаться. Поскольку поток воды внутри трубы ограничен, ударная волна несжимаемой воды движется обратно по трубе, отклоняя все на своем пути. Незащищенный преобразователь на пути этого чудовищного следа, несомненно, получит серьезные повреждения.
Чтобы понять ущерб, вызванный гидравлическим ударом, необходимо понять принципы работы датчика. В большинстве датчиков давления в качестве основного чувствительного элемента используется жесткая диафрагма.
Мембрана отклоняется под действием давления, и ее отклонение преобразуется в электрическую мощность различными способами. Ключевым компонентом является жесткая диафрагма. Жесткая диафрагма прогибается всего на тысячную долю дюйма. Неудивительно, что при попадании большого количества жидкости на датчик диафрагма изгибается сверх предела упругости, что приводит к необратимому повреждению. Помните, что демпфер устраняет этот эффект и поэтому всегда должен устанавливаться в каждой напорной системе.
Демпферы выбираются в зависимости от среды, в которой они будут использоваться, например, жидкости, газы или плотные жидкости, такие как моторные масла, и фитингов для их физического монтажа. Амортизаторы пропускают только определенное количество жидкости в единицу времени, исключая попадание пульсации на диафрагму. Жидкости обладают сильным молотковым эффектом, потому что они несжимаемы, но газы также могут обладать молотковым эффектом, достаточно большим, чтобы сделать датчик бесполезным.
Практичным аналогом снаббера является губка в сливе раковины. Губка обеспечивает медленное опорожнение раковины, а не всю сразу. Много общих вопросов задают об эффектах молотка; ниже приведены лишь некоторые из них.
Часто задаваемые вопросы
В большинстве случаев преобразователь подключается к счетчику записывающего устройства, которое обновляется 2-3 раза в секунду; поэтому демпфер никак на это не повлияет.
Каковы симптомы повреждения моего датчика гидравлическим ударом?
Большинство датчиков демонстрируют более высокий, чем обычно, выходной сигнал при нулевом давлении (сдвиг нуля). Это происходит потому, что диафрагма не может вернуться в ноль. В тяжелых случаях выброс не происходит или выброс не изменяется при повышении давления.
Если мой датчик имеет большое смещение нуля, вызванное эффектом молотка, можно ли его отремонтировать?
Большинство датчиков не подлежат ремонту.
Диафрагма является основным конструктивным элементом датчика. При создании датчика сначала строится диафрагма, а все остальные компоненты выбираются для достижения номинальных характеристик. Когда диафрагма сгибается за пределы своего предела упругости, ее нельзя согнуть до исходной формы или заменить из-за уникальных компонентов, связанных с исходной диафрагмой. Если диафрагма имеет небольшой сдвиг нуля, менее 10%, она, вероятно, все еще линейна и ее можно использовать. Прежде чем переустанавливать его в систему, приобретите демпфер, иначе снова возникнет эффект молотка и, возможно, еще больше повредит устройство.
Будет ли демпфер останавливать избыточное давление?
Снабберы останавливают только шипы, чудес не творят. Амортизатор не остановит избыточное давление. Всплеск длится всего порядка миллисекунд; любое избыточное давление, превышающее это время, повредит датчик.
Как устанавливается демпфер в напорной системе?
Демпфер привинчивается к переднему концу преобразователя, а затем ввинчивается в систему трубопроводов.
ΔP=rcΔv/g
Где
c для жидкостей =(Eg/r) ½
и
c для газов =(KgRT) ½
Символы P — изменение давления в результате гидравлического удара (фунты на квадратный фут)
r плотность жидкости (фунт массы на кубический фут)
c — скорость звука в жидкости (футы в секунду) v — изменение скорости жидкости (футы в секунду)
E объемный модуль текучей среды (перечислен в PSI, но должен быть преобразован в PSF)
k — отношение удельных теплоемкостей (k = 1,4 для воздуха)
R удельная газовая постоянная (фут-фунты на фунт массы на градус Ренкина)
T абсолютная температура в Ренкине
Пример гидравлического удара, возникающего в типичном домашнем трубопроводе.
Предполагая, что у вас есть водопроводная труба диаметром один дюйм, какое изменение давления будет вызвано гидравлическим ударом?
Предположим, что вода течет со скоростью 10 галлонов в минуту, а ее температура примерно комнатная (70°F). 1-дюймовая труба сортамента 40 имеет внутреннюю площадь, равную 0,00600 футов
Скорость жидкости V = Q/A = 10 галлонов в минуту (1/448,83 галлонов в минуту/куб. футов в секунду)/006 футов 2 = 3,71 фут/сек.
Где Q — скорость потока, а A — внутренняя площадь трубы
В этом примере 1-дюймовая труба с расходом 10 галлонов в минуту имела ударный эффект, приводящий к увеличению давления на 243 фунта на квадратный дюйм выше нормальных рабочих условий. Учитывая нормальное давление воды в городе 50 фунтов на квадратный дюйм, большинство конечных пользователей выбрали бы датчик с полной шкалой примерно 100 фунтов на квадратный дюйм, чтобы быть в безопасности. Датчик на 100 фунтов на квадратный дюйм обычно имеет избыточное давление 200%, что означает, что он сможет выдержать 200 фунтов на квадратный дюйм.
c=(Eg/r) ½ =[(320×10³lbs/in²)(144in²/ft²)(32,2ft/sec²)/62,3lb/ft³] ½ =4880ft/sec
ΔP=rcΔv/g=(62,3lb/ft³)(4880ft/sec)(3,71ft/sec)/32,2ft/sec²=35,029lbs/ft² или 243lbs/in²
Свойства воды при атмосферном давлении
| Темп. | Плотность | Плотность | Кинематическая вязкость | Вязкость | Поверхностное натяжение | Давление пара | Объемный модуль |
| °F | фунт/фут 3 | проб/фут 3 | фунт-сила-сек/фут 2 | футов 2 /сек | фунт-сила/фут | Напор 9 футов0057 | фунт-сила/дюйм 2 |
| 32 | 62,42 | 1,940 | 3,746 ЕЕ-5 | 1,931 ЕЕ-5 | 0,518 ЭЭ-2 | 0,20 | 293 ЕЕ3 |
| 40 | 62,43 | 1,940 | 3,229 ЕЕ-5 | 1,664 ЕЕ-5 | 0,514 ЕЕ-2 | 0,28 | 294 ЕЕ3 |
| 50 | 62,41 | 1,940 | 2,735 ЕЕ-5 | 1. Наверх |