Vodní ráz

Vodní ráz

Technická řešení

Vodní ráz

Při navrhování potrubí je nutno zkoumat potenciální riziko vzniku vodních rázů a kvantifikovat je, aby bylo možno instalovat nezbytná ochranná zařízení, zejména u tlakových sítí. Pokud se neplánuje osadit ochranná zařízení, trubky z tvárné litiny mají bezpečnostní koeficient, který je často účinný proti náhodným tlakovým rázům.

Zdroje vodních rázů

Jestliže se průtok kapaliny v síti náhle změní, dojde k prudké změně tlaku. Tento přechodový problém, známý jako vodní ráz, obvykle vzniká při aktivaci nebo vypnutí doplňkového zařízení (čerpadla, ventily apod.). Vlny tlakových rázů a poklesů procházejí sítí rychlostí "a" označovanou jako rychlost šíření vlny.  K vodním rázům může docházet v tlakových i gravitačních sítích. Existují čtyři hlavní zdroje vodního rázu:

  • spuštění a zastavení čerpadel,
  • uzavření ventilů, požárních a proplachovacích hydrantů atd.,
  • přítomnost vzduchu,
  • nesprávné používání ochranných zařízení.

Důsledky

V kritických případech mohou tlakové rázy roztrhnout určité trubky s nedostatečnými bezpečnostními koeficienty. Tlakové poklesy mohou vytvořit kapsy kavitace, které mohou poškodit trubky, ventily a tvarovky

Kompletní vyhodnocení 

Metodu grafu BERGERON lze použít pro přesné určení tlaků a průtoků jako funkci času v jakémkoli místě potrubí vystaveného vodnímu rázu.
V současnoti jsou k dispozici počítačové programy umožňující řešení těchto složitých problémů. 

Prevence

Využívají se různé ochranné systémy, které lze instalovat pro omezení vodních rázů na přijatelnou úroveň a je nutno je upravit podle dané situace. Fungují na principu zpomalení rychlosti kapaliny enob omezení tlakového rázu ve vztahu k tlakovému poklesu. Uživatel musí určit obálku tlakového rázu a tlakového poklesu vytvořeného vodním rázem a v závislosti na profilu potrubí posoudit typ ochrany, která se má nainstalovat:

– setrvačné oběžné kolo čerpadla,
– přetlakový ventil,
– vzduchová komora nebo samoregulační vyrovnávací komora,
– doplňkové sání,
– vyrovnávací sloupec.

Často se používají vyrovnávací komory. Mají dvě funkce:

– omezit tlakový ráz (tlaková ztráta je řízena zpětným ventilem),
– zabránit kavitaci (vypouštění komory).

V případě náhlého vypnutí čerpadla je tlakový pokles kompenzován průtokem zajištěným vypouštěním komory. Když se směr toku vody obrátí, energie hmoty vody se transformuje do tlakové ztráty vyplněním komory přes kalibrovaný zpětný ventil.

Při navrhování rozměrů komory hraje rozhodující roli profil potrubí. V praxi nesmí křivka minimálního tlakového poklesu (po instalaci ochranných zařízení) poklesnout o více než 5 m pod skutečný profil sítě.Objem vyrovnávací komory lze určit z grafů PUECH a MEUNIER nebo pomocí softwaru.

Mějte na paměti, že tvárná litina má vysokou bezpečnostní rezervu:

rázy : společnost PAM připouští v případě přechodových tlakových rázů 20% překročení dovoleného provozního tlaku;
tlakové poklesy : spoj zaručuje utěsnění proti průniku zvenčí, a to i v případě částečného podtlaku v síti.

Související dokumenty

Viz také

Prozkoumejte, jak je potrubí Saint-Gobain PAM navrženo, aby odolalo vysokým tlakům