tgoop.com/physics_lib/14513
Last Update:
Основные компоненты:
1. Подающая труба (нисходящая труба): Длинная труба, по которой вода течет от источника (например, пруда) к насосу под уклон.
2. Отбойный клапан («гидродуар»): Это «сердце» гидротарана. Обычно это подпружиненный или утяжеленный клапан, который может быстро открываться и закрываться.
3. Воздушный колпак (воздушный клапан): Герметичная камера, частично заполненная воздухом.
4. Нагнетательный (обратный) клапан: Клапан, который пропускает воду только в одну сторону — в напорный трубопровод.
5. Напорный трубопровод (выходная труба): Труба, по которой вода поднимается к потребителю.
Работа гидротарана — это непрерывно повторяющийся цикл из двух фаз.
▪️Фаза 1: Разгон потока и закрытие гидродуара
▫️Шаг 1: Отбойный клапан (гидродуар) изначально открыт. Вода под действием силы тяжести свободно вытекает через него из подающей трубы.
▫️Шаг 2: Скорость потока в подающей трубе постепенно увеличивается. В какой-то момент она становится достаточно высокой, чтобы преодолеть силу пружины или груза гидродуара.
▫️Шаг 3: Гидродуар резко захлопывается. Вот здесь и начинается магия.
Роль гидродуара на этом этапе: Создать мгновенную остановку мощного потока воды. Это "умный" клапан, который реагирует именно на достижение потока определенной скорости.
▪️Фаза 2: Гидравлический удар и накачка
▫️Шаг 4: Резкая остановка потока вызывает знаменитый гидравлический удар. Кинетическая энергия движущейся массы воды мгновенно преобразуется в энергию давления. Даление перед закрытым гидродуаром скачкообразно возрастает в десятки раз.
▫️Шаг 5: Это резко возросшее давление открывает нагнетательный клапан. Вода под высоким давлением врывается в воздушный колпак.
▫️Шаг 6: В воздушном колпаке вода сжимает воздух, который действует как амортизатор и аккумулятор энергии. Он сглаживает ударный импульс и создает постоянное давление, которое выталкивает воду из колпака в напорный трубопровод, заставляя ее подниматься вверх.
▫️Шаг 7: Давление в подающей трубе падает. Нагнетательный клапан под действием силы тяжести и давления из напорной трубы закрывается, не давая воде вернуться обратно.
▪️Возврат к началу цикла
▫️Шаг 8: Как только давление перед гидродуаром падает ниже определенного уровня, пружина или груз снова открывают его.
▫️Шаг 9: Вода снова начинает свободно вытекать, скорость потока нарастает, и цикл повторяется с Шага 1.
Гидродуар — это не просто клапан. Это преобразователь энергии:
▫️Он аккумулирует энергию, позволяя потоку разогнаться (когда открыт).
▫️Он преобразует кинетическую энергию потока в энергию давления, мгновенно останавливая его (когда закрывается).
▫️Без этого быстрого закрытия не было бы мощного гидравлического удара, и насос не работал бы.
Преимущества:
➕ Полная автономность. Не требует топлива или электроэнергии.
➕Чрезвычайная простота и долговечность. Почти нечему ломаться.
➕Надежность. Может работать годами без обслуживания.
Недостатки:
➖ Низкий КПД (обычно 10-60%). Большая часть воды просто уходит через гидродуар.
➖ Требует определенных условий: постоянного источника воды с небольшим перепадом высот и места для установки длинной подающей трубы.
➖ Создает шум.
📘 Гидравлика и аэродинамика [1975] Альтшуль, Киселев
Задача: «Вихревая струя космического садовника»
💡 Physics.Math.Code // @physics_lib