Кран за питейна вода във всеки дом не е лукс, а значително подобрение. Това приятно удобство обаче може да бъде загубено за миг, ако във тръбопровода възникне воден удар. Водният удар може не само да доведе до липса на вода, но и до наводняване на апартамента.
Как се случва това опасно явление и как да го избегнем ще бъде обсъдено подробно в тази статия.
Природата на водния удар в тръбопроводите
Водният удар е ударна вълна, която се разпространява по повърхността на водопроводната тръба и през нейните фитинги. Когато налягането се увеличи, ударната вълна е положителна; когато налягането спадне, тя е отрицателна. Възниква, когато празна тръба се напълни или кранът се затвори внезапно. Разрушителният ефект на това явление се дължи главно на несвиваемостта на течността.
Ако водата можеше да се компресира няколко пъти, като например газ, тогава тръбите нямаше да се спукат от рязко повишаване на наляганетоПрекомерно налягане възниква, когато потокът от течност внезапно спре, но водният чук може да бъде причинен и от други явления във водоснабдителната система.
Причини
Водният удар най-често възниква, когато спирателен вентил се затвори внезапно. Когато водата тече през тръбите и излиза от кран, налягането във водопроводната система остава постоянно. Когато обаче вентилът се затвори внезапно, това налягане може да се увеличи няколко пъти, което води до спукване и разрушаване на стените на тръбата.
Водният удар може да бъде причинен и от:
- Рязко включване или изключване на мощна помпа.
- Въздушни шлюзове, налични във водоснабдителната или отоплителната верига.
Включването и изключването на помпата може да бъде причинено от нестабилно електрозахранване на съоръжение, в което се намират мощни помпени станции за вода. Въздушните шлюзове също са значителен фактор за това опасно явление, така че преди да работите със затворени течни системи, уверете се, че те са напълно без въздух.
Последици
При многократно излагане на високо налягане, което се получава в резултат на воден удар, дори най-надеждните системи могат да загубят херметичността си. Може да възникне и спукване на тръбопровода. от единичен, но силен хидравличен удар.
В резултат на това въздействие, водоподаването до сградите, свързани към водопровода, е напълно прекъснато. За съжаление, последствията от това явление не се ограничават само до липса на вода в чешмата.
Ако се спука тръба в жилищен блок, имуществото на собствениците на апартаментите, както и на съседите от етажа по-долу, ще бъде повредено, след като тръбата се спука и течността попадне в жилищното пространство.
Ако се спука главен водопровод, който снабдява с вода цял градски район, аварията вече може да се счита за извънредна ситуация.
В резултат на подобен инцидент жителите на десетки жилищни сгради ще останат не само без питейна вода, но и без канализация, тъй като всички тоалетни казанчета се захранват от студената вода. Душът, дори и с неповредена топла вода, също ще бъде невъзможен.
Ако тръба за топла вода е повредена в резултат на воден удар, инцидентът, освен че причинява материални щети, може да доведе до сериозни изгаряния. Теч в отоплителната система, където охлаждащата течност е винаги под значително налягане, а температурата на течността надвишава 70 градуса по Целзий, може да бъде особено опасен.
Последиците от водния удар могат да доведат до значителни щети, така че е важно да се научите как да предотвратите внезапно повишаване на налягането в тръбопроводите.
Методи за защита
Спазването на указанията за монтаж на водопроводни и отоплителни системи може да сведе до минимум риска от воден удар, но правилно проектираните системи сами по себе си не могат да го елиминират напълно. Избягването на тази неприятна ситуация изисква цялостен подход и спазване на правилата за безопасност и техническите инструкции.
Вероятността от воден удар може да бъде значително намалена, като се спазват следните правила при инсталиране и експлоатация на водопроводни тръби.
- При пускане на водоснабдителната или отоплителната система, спирателните елементи на арматурата трябва да се отворят много бавноСпирането на водоснабдяването също трябва да се извършва много плавно. Плавното затваряне и отваряне на спирателните вентили е от съществено значение не само в промишлени обекти, но и при включване на водоснабдителните и отоплителните системи в частен дом. Прекомерното налягане по време на воден удар може лесно да повреди домашните комунални услуги, така че е важно да се спазват предпазните мерки, когато водата се подава към частен дом под значително налягане.
- Чрез инсталиране на автоматични устройства за плавно отваряне и затваряне на спирателни вентили във водопроводна или отоплителна система, човешката грешка в случай на воден удар може да бъде напълно елиминирана. Разбира се, при използване на електроника, водопроводните системи стават зависими от електричеството, но за да се елиминира напълно възможността за повреда поради автоматични устройства, е необходимо такива механизми да се оборудват с резервен източник на захранване. Този резервен източник е абсолютно необходим, както в голямо предприятие, така и за нормалната работа на комуналните услуги в частен дом. Препоръчително е също така помпените станции да се оборудват с автоматично управление. Това също помага за предотвратяване на воден удар от внезапен спад на налягането, причинен от активирането или деактивирането на мощно помпено оборудване.
- Приложение на хидравлични акумулатори и амортисьорни устройства, също така помага за минимизиране на ефектите от внезапни повишавания на налягането във водопроводната мрежа. Такива устройства обикновено се състоят от метален корпус с мембрана, разположена вътре. При възникване на воден удар, мембраната се движи, позволявайки на излишната течност да се абсорбира. Когато съществува риск от спукване на тръбопровода
ще премине и налягането ще намалее, мембраната ще се върне в първоначалното си положение поради въздуха, разположен от обратната страна. - За намаляване на налягането във водоснабдителните мрежи може да се използва предпазен клапан, който се отваря, когато течността достигне определено ниво. Такива устройства могат също да предпазят тръбопровода от повреди, но този вид защита изисква допълнителна разклонителна линия от клапана към канализационната система.
- За да защитите частен дом или апартамент от воден удар, можете да използвате много прост метод, който компенсира излишното налягане чрез разширяване на стените на тръбите. Отоплителните или водоснабдителните системи не е задължително да се инсталират с помощта на такива материали, но участък от тръба, изработен от топлоустойчива гума, може напълно да абсорбира водния удар в малка система.
- Байпас на термостата, е ефективна мярка за борба с нискостепенния воден удар, така че това „подобрение“ на автономното отопление може да се приложи само в частни отоплителни системи. Обикновено отвор с диаметър 0,5 мм в главния вентил е достатъчен, за да може излишната течност да тече свободно в кръга за студена вода, когато възникне високо налягане.
- Термостат със защита, инсталиран в отоплителната система, също така помага за предотвратяване на опасни явления като воден удар. Това устройство работи чрез вграждане на малък допълнителен механизъм в главния термостатен вентил, който се отваря независимо от температурата на флуида. Този вътрешен вентил ще започне да пропуска флуид, когато налягането на охлаждащата течност достигне максимално допустимата стойност, като по този начин предотвратява спукване на тръбите.
Как да защитите комуналните услуги на дома си от воден удар
Теч от водопровод в апартамент може да има много сериозни последици, особено ако течът причини щети на съседи, чийто апартамент се намира на етажа по-долу от мястото, където е възникнала аварията.
Секцията от водоснабдителната система, разположена в апартамента, може да съдържа стари метални тръби, които с времето ръждясват и могат да бъдат унищожени по време на работа, да не говорим за смъртоносната сила на водния чук.
ВАЖНО! За да се сведе до минимум рискът от течове, се препоръчва да се монтират шибърни вентили, които поради своята конструкция не могат веднага да спрат водата. Сферичните лостови вентили, които са толкова удобни не само в кухнята, но и под душа, могат да причинят сериозен инцидент.
Въпреки че хидравличните акумулатори се използват най-често в частни домове, където водата се подава от помпа, разположена в дълбок кладенец, такива продукти могат също да помогнат за защита на водоснабдителната система, разположена в апартамент, от воден чук.
Освен това, течността, натрупана в такива устройства, може да се използва в случай на временно прекъсване на водоснабдяването. Хидравличният удар може да бъде защитен и чрез използване на специални амортисьори, монтирани в тръбата за студена или топла вода.
Неразрешеното инсталиране на каквото и да е оборудване в система за централно отопление е строго забранено. За да предпазите дома си от воден удар, позволете на специалист от управляваща компания да извърши пробно пускане на отоплителната система.
Ако всички въздушни джобове бъдат отстранени своевременно от радиаторите и тръбите, няма да има нужда да се притеснявате за воден удар, тъй като в котелното помещение и по трасето за подаване на охлаждащата течност към апартамента ще бъдат взети всички необходими мерки за предотвратяване на подобно явление.
За да се намали рискът от течове в системата за топла вода, се препоръчва също така да се сменят крановете с винтови конструкции и да се монтират тръбопроводи, като се използват съвременни материали, които могат да се справят с излишното налягане в тръбопровода възможно най-ефективно.
Няколко думи за теорията на водния чук
Хидравличен чук може да възникне само защото флуидът не е в състояние да се компресира достатъчно, за да компенсира внезапния скок на налягането. Когато налягането се увеличи на едно място, силата му се разпространява по целия тръбопровод и намирането на слабо място води до деформация или разрушаване на материала.
Този ефект, възникващ във водопроводи с високо налягане, е открит за първи път от руския учен Н. Е. Жуковски в края на 19 век. Жуковски също така разработва формула за изчисляване на минималното време, необходимо за затваряне на клапан, за да се избегне опасно повишаване на налягането в затворена водопроводна система.
- Dp=p(u0-u1)
Къде:
- Dp — увеличение на налягането в N/m2;
- p е плътността на течността, kg/m3.
- u0 и u1 са средната стойност на скоростта на течността в тръбопровода преди и след затваряне на вентила.
Ученият доказа, че скоростта на разпространение на ударната вълна зависи предимно от диаметъра и материала на тръбата. Тази стойност зависи и от свиваемостта на течността.
Изчисленията трябва да се извършват само след експериментално определяне на плътността на водата, която може да варира значително в зависимост от количеството разтворени соли. Скоростта на разпространение на воден удар винаги се изчислява по следната формула:
- c=2L/T.
Къде:
- c е скоростта на ударната вълна;
- L — дължина на тръбопровода;
- Т — време.
Чрез заместване на стойностите в тази формула можете точно да определите скоростта на разпространение на водния удар. Водният удар е вълна, която осцилира с определена честота.
Изчисляването на броя трептения за единица време също е лесно, ако е необходимо. Просто използвайте следната формула:
- M = 2L/a
Къде:
- M е продължителността на цикъла на трептене;
- L — дължина на тръбопровода;
- a е скоростта на вълната (m/s).
За опростяване на изчисленията, по-долу са дадени стойностите на скоростта на ударната вълна за воден чук за тръби, изработени от следните материали:
- Стомана - 900 - 1300 м/с;
- Чугун - 1000 - 1200 м/с;
- Пластмаса - 300 - 500 м/с.
Чрез заместване на тези стойности във формулата, може точно да се изчисли честотата на трептенията на водния чук върху участък от водопровод с определена дължина.
Това е теорията на водния удар в най-основното ѝ математическо описание. При проектирането на съвременни инженерни системи се използват мощни компютри за извършване на такива изчисления, така че няма нужда да се прибягва до ръчни изчисления на скоростта и силата на водния удар.
Заключение
Водният удар във водопроводните тръби може да причини сериозни аварии в жилищния и комуналния сектор. Такива инциденти са особено сериозни през зимата. Спукана отоплителна тръба може да доведе до хипотермия и заболяване, особено когато малки деца и възрастни хора останат без отопление.
