Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 9. 28 februari 1956 - Vattenslag i pumptryckledningar, av Erik Isgård
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
i O januari 1956
165
Vattenslag i pnmptryckledningar
Civilingenjör Erik Isgård, Stockholm
En vattenmassa, som flyter fram i en öppen
kanal, kommer, om energiförhållandena plötsligt
ändras, att utsättas för en vågrörelse. Denna våg
förflyttar sig hastigt längs kanalen och
reflekteras vid dess ände. Detta förhållande är lätt att
iaktta. I en sluten och fylld ledning
(tryckledning) blir det på motsvarande sätt en vågrörelse,
men denna uppträder här som en tryckvåg,
vilken emellanåt kan höras som "slag", men i
allmänhet ej kan iakttas utan manometer. Dylika
tryckvågor — kallade vattenslag eller tryckslag
— uppstår i en tryckledning, när en ventil
öppnas eller stängs, vid rörbrott eller när en pump
startas eller stoppas etc. Vattenslag kallas på
engelska "water hammer", på franska "coup de
bélier" och på tyska "Druckstoss".
I pumptryckledningar kan visserligen
vatten-slag" uppträda vid ventilstängning, men de
farligaste tryckförhållandena uppträder vanligen,
när en pump stannas. Vid pumpstationen
uppstår härvid först ett undertryck, som dock efter
ett visst tidsintervall plötsligt fylls ut på så sätt,
att farliga övertryck kan uppkomma. Vid
projektering av pumpstationer och tryckledningar är
det i första hand detta övertryck, som måste
kalkyleras.
Vattenslagets storlek
Med hänsyn till de tryckvågor, som alltid
förekommer i tryckledningar, måste rören
dimensioneras för högre tryck än arbetstrycket vid
fortfarighetstillstånd. Till grund för
dimensioneringen lägges ofta ett tryck av 40—50 % över
arbetstrycket, men detta dimensioneringssätt är
otillfredsställande. För t.ex. armerade betongrör kan
det innebära ett onödigt slöseri med
armerings-mängd men allvarligare är, att metoden ej
innebär någon säkerhet för att ledningen skall hålla.
Vid vattenslag kan under vissa betingelser
tryckökningar på flera hundra procent uppstå (fig. 1)
och även om rörbrott undviks, överskrider man
ofta den för ett vattenverk väsentliga
säkerhetsmarginalen.
Teori för vattenslag
Teorin för tryckändringar i rörledningar är i
princip icke komplicerad. Med hjälp av en
kraftekvation och en kontinuitetsekvation kan de
grundläggande sambanden uppställas.
532.595
Applicerandet av teorin på det enskilda fallet
vållar emellertid ofta svårigheter dels på grund
av att randvillkoren är komplicerade och dels på
grund av samtidigt uppträdande tröghets- och
friktionskrafter, vilka icke kan negligeras.
Den algebraiska lösningen av
vattenslagsproble-men1"4 är numera nästan helt övergiven vid
praktiskt ingenjörsarbete. Den allmänt brukade
grafiska lösningsmetoden bygger visserligen helt på
denna teori, men för ingenjören är det
tillräckligt att känna till vissa grundbegrepp för att han
skall kunna använda den grafiska metoden, som
relativt snabbt ger honom en uppfattning om
risken för vattenslag och hur de skall minskas till
tolerabel nivå.
Ledningens reflexionstid
En störning av den statiska jämvikten i en
tryckledning, t.ex. genom en ventilstängning eller
ändring av pumpningsförhållandena, ger upphov
till en tryckvåg, som med hastigheten w
förflyttar sig genom ledningen, vars längd
betecknas med l. Efter tiden t = I : w anländer vågen
till ledningens ändpunkt, där den reflekteras,
och återvänder genom ledningen med
oförändrad hastighet men med motsatt tecken för
amplituden. Utgångspunkten för tryckvågen uppnås
av reflexionsvågen efter att totalt en tid av
[x = 21 : w har förflutit. Tiden ^ kallas
ledningens reflexionstid.
Tryckvågens hastighet beräknas ur följande
uttryck:
w=m:V1 + Ik’i
Fig. 1. Tryck uppmätta vid vattenslag efter avbrott i
pump-ning.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
