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- Water hammer (or, more generally, fluid hammer) is a pressure surge or wave resulting when a fluid (usually a liquid but sometimes also a gas)in motion is forced to stop or change direction suddenly (momentum change). Water hammer commonly occurs when a valve is closed suddenly at an end of a pipeline system, and a pressure wave propagates in the pipe.
- Ein Druckstoß (auch Wasserhammer genannt) entsteht in einer flüssigkeitsführenden Rohrleitung, wenn eine Armatur oder ein Ventil zu schnell geschlossen oder geöffnet wird. Die kinetische Energie der sich in der Rohrleitung bewegenden Flüssigkeitssäule bewirkt vor der Armatur durch ihren niedrigen Kompressionsmodul einen sehr raschen Anstieg des Druckes. Das gleiche geschieht hinter der Armatur, nur dass in diesem Falle zunächst eine Dampfblase mit niedrigem Druck entsteht, während sich die Flüssigkeitssäule weiter bewegt. Irgendwann kehrt die Flüssigkeitssäule wegen des in der Rohrleitung herrschenden Druckgefälles ihre Bewegungsrichtung um und schlägt in die Armatur zurück. Die Armatur und die anschließenden Rohrleitungen können bei diesem Vorgang zerstört werden. Ähnliche Verhältnisse liegen bei einem zu schnellen Öffnen der Armatur vor. Druckstöße sind in Rohrleitungen mit großer Nennweite nur schwer zu beherrschen, wenn die Armaturenschließzeiten aus Sicherheitsgründen kurz sein müssen. Bei Wasserkraftwerken wird am Anfang der Fallrohre ein Wasserschloss eingebaut, in dem die Flüssigkeitssäule frei auspendeln kann. Bei kleineren Nennweiten ist auch der Einbau eines Kompensators möglich. Die Wahl der eingebauten Armaturen beeinflusst ebenfalls das Entstehen von Druckstößen; Ventile und Absperrschieber sind wegen ihrer prinzipbedingten langen Schließzeiten weniger betroffen als Absperrklappen und -hähne. Rohrleitungen können außerdem mit einem Vakuumbrecher vor Beschädigungen durch einen Druckstoß geschützt werden. Der hydraulische Widder macht sich Druckstöße in einer Rohrleitung zu Nutze, um Wasser ohne zusätzlichen Energieeinsatz auf ein höheres Niveau zu pumpen.
- El golpe de ariete o pulso de Joukowski, llamado así por el ingeniero ruso Nikolay Egorovich Zhukovskiy (Жуковский, Николай Егорович en ruso), es junto a la cavitación, el principal causante de averías en tuberías e instalaciones hidráulicas. El golpe de ariete se origina debido a que el fluido es ligeramente elástico (aunque en diversas situaciones se puede considerar como un fluido no compresible). En consecuencia, cuando se cierra bruscamente una válvula o un grifo instalado en el extremo de una tubería de cierta longitud, las partículas de fluido que se han detenido son empujadas por las que vienen inmediatamente detrás y que siguen aún en movimiento. Esto origina una sobrepresión que se desplaza por la tubería a una velocidad algo menor que la velocidad del sonido en el fluido. Esta sobrepresión tiene dos efectos: comprime ligeramente el fluido, reduciendo su volumen, y dilata ligeramente la tubería. Cuando todo el fluido que circulaba en la tubería se ha detenido, cesa el impulso que la comprimía y, por tanto, ésta tiende a expandirse. Por otro lado, la tubería que se había ensanchado ligeramente tiende a retomar su dimensión normal. Conjuntamente, estos efectos provocan otra onda de presión en el sentido contrario. El fluido se desplaza en dirección contraria pero, al estar la válvula cerrada, se produce una depresión con respecto a la presión normal de la tubería. Al reducirse la presión, el fluido puede pasar a estado gaseoso formando una burbuja mientras que la tubería se contrae. Al alcanzar el otro extremo de la tubería, si la onda no se ve disipada, por ejemplo, en un depósito a presión atmosférica, se reflejará siendo mitigada progresivamente por la propia resistencia a la compresión del fluido y a la dilatación de la tubería. Entonces es muy posible que pase. El pulso de Jucowski expresado por unidad de peso de fluido, se calcula como: <math>C \cdot \frac {V_o} {g}</math>, donde: <math>C</math> es la velocidad de la onda (velocidad relativa respecto al fluido) de sobrepresión o depresión, <math>V_o</math> es la velocidad media del fluido, en régimen, <math>g = 9.81 m/s^2</math> es la aceleración de la gravedad. A su vez, la velocidad de la onda se calcula como: <math>C = \sqrt{\frac {\frac {K} {r_o}} {1+K \cdot \frac {D} {E \cdot e}}}</math> donde: <math>K</math> es el módulo elástico del fluido, <math>r_o</math> es la densidad del fluido, <math>E</math> es el módulo de elasticidad (módulo de Young) de la tubería que naturalmente depende del material de la misma, <math>e</math> es el espesor de las paredes de la tubería, <math>D</math> es el diámetro de la tubería. Para el caso particular de tener agua como fluido: <math>r_o=1000 kg/m^3</math> <math>K=2.074 E+09 N/m^2</math> Esta expresión se llega a la fórmula de Allievi: <math>C = \frac {9900} {\sqrt{47.3 + \lambda \cdot \frac {D} {e}}}</math> donde se introduce una variable (landa) que depende del material de la tubería, y a modo de referencia se da el siguiente valor: <math>\lambda_{acero} = 0.5</math> El problema del golpe de ariete es uno de los problemas más complejos de la hidráulica, y se resuelve generalmente mediante modelos matemáticos que permiten simular el comportamiento del sistema. Las bombas de ariete funcionan gracias a este fenómeno.
- Le coup de bélier est un phénomène de choc qui apparaît au moment de la variation brusque de la vitesse d'un liquide, par suite d’une fermeture ou ouverture rapide d’une vanne, d'un robinet ou de l'arrêt d’une pompe. Ce choc violent se traduit souvent par un bruit caractéristique, et peut entraîner la rupture de la conduite dans les grosses installations, du fait de la quantité d'eau en mouvement. Ce problème peut être résolu avec la mise en place d'un antibélier. En utilisant le phénomène du coup de bélier, il est possible de concevoir un dispositif permettant de pomper de l'eau à une certaine hauteur sans autre énergie que la force de la même eau, c'est le bélier hydraulique.
- Il colpo d'ariete è un fenomeno idraulico che si presenta in una condotta quando un flusso di liquido in movimento al suo interno viene bruscamente fermato dalla repentina chiusura di una valvola. O viceversa, quando una condotta chiusa e in pressione viene aperta repentinamente. Consiste in un'onda di pressione che si origina in prossimità della valvola a causa dell'inerzia della colonna di fluido in movimento che impatta contro la parete della valvola chiusa. L'intensità del colpo e il valore della pressione massima dell'onda possono raggiungere livelli tali da far esplodere le condotte. La pressione è funzione delle dimensioni della condotta, della velocità e della densità del fluido, e soprattutto del tempo di chiusura della valvola. Un esempio di colpo d'ariete verificabile tra le mura domestiche si ha quando si chiude una valvola a sfera con istantaneo movimento leva di manovra e si sente il tipico tonfo seguito dalla vibrazione del tubo. Si verifica anche nelle condotte forzate che alimentano le centrali idroelettriche, tanto che quand'è necessario fermare una turbina chiudendo il flusso d'acqua si aziona dapprima il deviatore di flusso per alleggerire il carico sulle pale, e si riduce poi gradualmente il flusso per evitare il colpo d'ariete. Il fenomeno del colpo d'ariete è un tipico esempio di propagazione delle onde governato da un sistema lineare iperbolico che considera il fluido come comprimibile con modulo di elasticità ε dipendente dalla pressione p: ε=ρ*dp/dρ. Ai fini pratici e specificamente nei suddetti impianti idroelettrici, si considerano i liquidi convogliati dalle condotte con un modulo di elasticità alquanto elevato e praticamente indipendente dalla pressione. Anche le condotte dapprima schematizzate come deformabili, vengono considerate costituite da materiali come acciaio e ghisa, quindi con ridotta deformabilità.
- 水撃作用(すいげきさよう)、水槌・水鎚(すいつい)またはウォーターハンマーとは、水圧管内水流を急に締め切ったときに、水流の慣性で管内に衝撃・振動水圧が発生する現象である。現象自体は水に限らず液体全般で生じる。身近な例としては全自動洗濯機や食器洗機などの動作中に行われる給水弁の自動開閉で発生するコンという音がこの作用によるものである。 冷たい水が入っている配管内に高温蒸気が入ることで蒸気が水により冷やされ凝縮して圧力が下がり、そこへ向けて水が移動し配管を叩くといった現象もある。 高い落差の水力発電所などでは水撃作用も巨大なものとなり、弁などの可動部はもとより厚い鋼鉄製の上に地盤やコンクリートで固められた配管など固定部分でも損傷を受けかねない。そのためなんらかの水撃作用対策は必須のものとなる。 また全自動洗濯機でも、電子制御化以前は「カーン」という高い水撃音を聞くことができた。しかし、このために自在水栓などの可動部分のある蛇口に全自動洗濯機の給水ホースを接続しておくと、可動部のパッキンにダメージが蓄積し、漏水や破裂の原因になった。その後、集合住宅などで騒音として問題になった事から、電子制御化と同時期に圧力逃し弁や段階締め切りなどの水撃作用対策が施されていった。 水没して止まった車をセルモーターを回してスタートさせようとしては絶対にいけないと言われるのは、シリンダー内に入り込んだ水が同作用を引き起しクランクシャフトなどが破壊されるためである。
- Waterslag is een begrip uit de hydraulica. Waterslag treedt op wanneer de stroming van een vloeistof in een gesloten leiding plotseling tot stilstand wordt gebracht, bijvoorbeeld door het abrupt sluiten van een kraan of het stoppen van een pomp, of wanneer de stroming plots gestart wordt (het starten van een pomp). De energie van het stromende water wordt dan omgezet in een drukgolf die door de leiding gaat lopen. Bij het stoppen van dit water treedt een drukverandering (oorspronkelijk een verhoging op): <math>\Delta P=\frac{a. v}{g}</math> (de zgn. formule van Youkowski), met Δ P het drukverschil; v de watersnelheid tot het water tot stilstand werd gebracht; g de gravitatieconstante; en a de golfsnelheid in de leiding, dit is een constante afhankelijk van het fluïdum en de leiding (zie verder). De drukverandering (deze is in het begin positief, maar nadien ook negatief; zie verder) kan tientallen kPa bedragen en de leidingen doen scheuren.
- Гидравли́ческий уда́р (гидроудар) — скачок давления в какой-либо системе, заполненной жидкостью, вызванный крайне быстрым изменением скорости потока этой жидкости за очень малый промежуток времени. Гидравлический удар способен вызывать образование продольных трещин в трубах, что может привести к их расколу, или повреждать другие элементы трубопровода.
- 水錘作用(Water Hammer),或稱水擊,意指水流於長管路中流動,此時若將管路下游之閥門快速關閉,水流之流動具有慣性之動量,因此水流之慣性動量持續往前推擠,造成管內壓力急速上升,造成管路受到破壞。 水錘作用大小則視發電水路之流量與水頭落差(指管路兩頭落差),瞬間流量與水頭落差愈大,造成流速愈快,相對地水流的慣性動量愈大,產生水錘作用所造成之巨大壓力更是驚人,有可能造成設備之損害,因此通常會有洩壓裝備將管內壓力宣洩,減低管內水流造成衝衝擊波持續震盪。參見:如何減緩水錘作用力 水錘作用之發生並不僅在水流,流體(包括:氣體、液體及氣液混合體)之管路流動,均有可能產生水錘作用。
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- Water hammer (or, more generally, fluid hammer) is a pressure surge or wave resulting when a fluid (usually a liquid but sometimes also a gas)in motion is forced to stop or change direction suddenly (momentum change). Water hammer commonly occurs when a valve is closed suddenly at an end of a pipeline system, and a pressure wave propagates in the pipe.
- Ein Druckstoß (auch Wasserhammer genannt) entsteht in einer flüssigkeitsführenden Rohrleitung, wenn eine Armatur oder ein Ventil zu schnell geschlossen oder geöffnet wird. Die kinetische Energie der sich in der Rohrleitung bewegenden Flüssigkeitssäule bewirkt vor der Armatur durch ihren niedrigen Kompressionsmodul einen sehr raschen Anstieg des Druckes.
- El golpe de ariete o pulso de Joukowski, llamado así por el ingeniero ruso Nikolay Egorovich Zhukovskiy (Жуковский, Николай Егорович en ruso), es junto a la cavitación, el principal causante de averías en tuberías e instalaciones hidráulicas. El golpe de ariete se origina debido a que el fluido es ligeramente elástico (aunque en diversas situaciones se puede considerar como un fluido no compresible).
- Le coup de bélier est un phénomène de choc qui apparaît au moment de la variation brusque de la vitesse d'un liquide, par suite d’une fermeture ou ouverture rapide d’une vanne, d'un robinet ou de l'arrêt d’une pompe. Ce choc violent se traduit souvent par un bruit caractéristique, et peut entraîner la rupture de la conduite dans les grosses installations, du fait de la quantité d'eau en mouvement. Ce problème peut être résolu avec la mise en place d'un antibélier.
- Il colpo d'ariete è un fenomeno idraulico che si presenta in una condotta quando un flusso di liquido in movimento al suo interno viene bruscamente fermato dalla repentina chiusura di una valvola. O viceversa, quando una condotta chiusa e in pressione viene aperta repentinamente. Consiste in un'onda di pressione che si origina in prossimità della valvola a causa dell'inerzia della colonna di fluido in movimento che impatta contro la parete della valvola chiusa.
- Waterslag is een begrip uit de hydraulica. Waterslag treedt op wanneer de stroming van een vloeistof in een gesloten leiding plotseling tot stilstand wordt gebracht, bijvoorbeeld door het abrupt sluiten van een kraan of het stoppen van een pomp, of wanneer de stroming plots gestart wordt (het starten van een pomp). De energie van het stromende water wordt dan omgezet in een drukgolf die door de leiding gaat lopen.
- Гидравли́ческий уда́р (гидроудар) — скачок давления в какой-либо системе, заполненной жидкостью, вызванный крайне быстрым изменением скорости потока этой жидкости за очень малый промежуток времени.
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