Dalga hızı ve basınç artışını hesapla.
Su darbesi, hızlı valf kapanması gibi durumlarda hareket halindeki bir akışkanın ani olarak durduğu veya yön değiştirdiği durumlarda oluşan basınç dalgasıdır. Bu hesap aracı, akışkan yoğunluğu, dalga hızı ve hız değişiminden anlık basınç yükselişi için Joukowsky denklemini çözer; ardından boru değerlendirme marjını tahmin eder ve yükselişi tasarım basıncının altında tutmak için kapanma süresi hedefleri önerir.
Joukowsky denklemi: ΔP = ρ × a × ΔV; burada ρ akışkan yoğunluğu, a basınç dalgası hızı ve ΔV ortalama hız değişimidir. Dalga hızı a = √(K / ρ) / √(1 + (K/E) × (D/t)); burada K akışkanın hacimsel modülü, E boru duvarı Young modülü, D çap ve t duvar kalınlığıdır — daha esnek boru (düşük E) daha düşük a ve daha düşük yükseliş verir. Rijit çelikteki su için a ≈ 1.300 m/s; esnek PE boruda a ≈ 250–400 m/s. Yükselişi basınç sınıfı içinde tutmak için T > 2L/a (bir tam dalga yansımasının periyodu) kapanma süresi hedefleyin; bu, yavaşlamanın boru uzunluğuna yayılmasını sağlar.
1,2 km'lik bir boru hattında 500 lpm pompa tripinden sonra dalgayı tahmin eden bir tesis mühendisi ΔV = 2,1 m/s, ΔP = 26 bar hesaplar; bu değer boru sınıfını aşar ve kapatma dalgasını yumuşatmak için hava haznesi dalgası tankı ekler.
200 mm soğutma suyu valfi belirleyen bir süreç tasarımcısı, orijinal 0,5 s solenoid yerine 5 s kapanmaya sahip elektrik aktüatörü seçer; dalgayı 18 bar'dan 3 bar'a düşürür ve boru sınıfı yükseltmesinden kaçınır.
Çamaşır makinesi kapanmasında boru gürültüsünü araştıran bir bina hizmetleri teknisyeni, hesap aracının hat ve basınç değerlendirmesi için gereken gaz hacmini kullanarak boyutlandırılmış hat içi su darbesi önleyici monte eder.
T_c = 2L/a'dan (hat uzunluğu × 2 / dalga hızı) daha hızlı herhangi bir kapanma, tam Joukowsky dalgasını üretir. Daha yavaş kapanma yavaşlamayı yayarak tepe basıncını orantılı olarak azaltır.
Daha uzun hatlar daha fazla kinetik enerji depolar. Joukowsky basınç yükselişinin kendisi hat uzunluğuna bağlı değildir; ancak yüksek basınç darbesinin süresi (= 2L/a) bağlıdır; bu nedenle yorulma hasarı ve işitilebilir gürültü uzunlukla ölçeklenir.
Evet — hapsolan hava sıkışır ve geri sekme yapar; Joukowsky tahminlerinin çok üzerinde sütun ayrılması olayları oluşturur. Her zaman yüksek noktaları havalandırın ve uzun iniş hatlarında vakum kesiciler kullanın.