Hidraulički udar ili talas, se pojavljuje u cevovodima pri cirkulaciji tečnosti a uzrokovan je naglim razlikama u brzini strujanja (zbog prekida u radu pumpi, usled iznenadnog nestanka struje, zatvaranje ventila, itd). Udar je praćen intenzivnim oscilacijama u pritisku, sa jakim glasnim udarima, što često vodi do havarije cele mreže cevovoda ili neke od njenih delova.
Pored vremenskih ventila, kao i različitih stega, pumpi, zamajaca itd, koji se koriste, cevovod i oprema mogu se efikasno zaštititi od hidrauličkog udara, sa membranskom posudom za kompenzaciju hidrauličkog udara, u ovom slučaju označene kao PUP uređaj.
Primena
PUP posude se koriste u instalacijama za transport tečnog fluida, posebno u sistemima pitke i tehničke vode (drugi fluidi na zahtev) i gde god je planirano projektom. Posude su definisane prema vrsti tečnosti za koji se koriste, veličine mreže, nominalnim pritiskom, neophodanim pred-pritiskom punjenja, maksimalnim i minimalnim pritiskom koji se javljaju u toku rada (sa udarom). PUP posude mogu da se instaliraju na otvorenom, ili zatvorenom prostoru kao i duž trase cevovoda, a PUP sudovima ne treba električno napajanje za rad.
Način rada
PUP uređaj, nakon montiranja a pre početka rada, je ispunjen gasom do potrebnog pritiska, kako je i predviđeno projektom. Kada se mreža i sistem pusti, tečnost pod pritiskom većim od predpunjenja prodire u posuda i podiže pritisak gasa na pritisak sistema.
Kad pumpe ispadnu iz sistema ili kada je cirkulacija nasilno prekinuta, čime je statički pritisak promenjen u dinamički pritisak i izaziva povratnu reakciju na račun geodetske visine uspona, skok i pad pritiska kompenzuje PUP posuda koja smanjuje i povećava pritisak, preuzimajući deo tečne mase. Čim je maksimalni pritisak postignut posuda vraća višak vode, koji je primila, nazad u mrežu čime izaziva pad pritiska. Početni pritisak fluktuacije predstavlja prvi uticaj oscilacija koji je trajno registrovan od strane manometara na posudi, kao maksimalnog i minimalnog pritiska. Serija prigušenih oscilacija se nastavlja dok se u sistemu ne uspostavi normalno funkcionisanje. Povezivanje je prikazano na slici 2.
1. Predpunjenje
Posuda se formira tako što se prvo u posudu sipa balasna voda sa spoljnje strane membrane. Balasna voda je potrebna da bi se ublažilo trenje membrane o zidove posude. Vazduh se potom upumpava u prostor između membrane i zida posude, i time istiskava sav vazduh iz membrane tj. vakumira je, i dolazi se do projektovanog predpritiska. Ovim je uređaj spreman za priključenje na cevovod
2. Statičko stanje
Otvaranjem pregradnog ventila između posude i cevovoda radni fluid puni membranu do statičkog pritiska cevovoda. Statički pritisak veći je od predpritiska punjenja te se sabija vazduh i pritisci iz mreže i posude se izjednačavaju. Membrana je napunjena radnim fluidom sa oko 50% zapremine posude.
3. Radno stanje
Uključivanjem pumpi raste pritisak kako u cevovodu tako i u posudi koja je u tom momentu zapunjena sa oko 70% zapremine. Taj nivo zapunjenosti stoji dok se ne isključe pumpe.
4. Pad pritiska
Prekidom rada pumpi dolazi do pada pritiska i zapunjenosti membrane radnim fluidom. Vazduh koji se nalazi u prostoru između membrane i zida posude potiskuje membranu čiji radni fluid odlazi u mrežu i time ne dolazi do prekida vodenog stuba. To isiticanje traje sve do tačke kada sila gravitacije preusmeri tok na suprotnu stranu i fluid krene nazad.
5. Talas
Membrana se puni povratnim radnim fluidom sve dok vazduh, koji se nalazi u prostoru između membrane i zida posude, je ne zaustavi. Takođe sada pritisak posude gura radni fluid nazad u mrežu i dolazi do oscilacija sve dok se ne zaustavi na statički pritisak.
6. Statičko stanje
Uređaj je spreman za ponovno uključivanje pumpi.
Oprema uređaja
Posuda ima ventil kroz koji se puni vazduhom, kontrolni panel sa manometrima, ojačana creva se koriste za povezivanje panela na posudi i pokazivač nivoa vode u membrani. Ako je potrebno na sud može da se instalira automatska kontrola nivoa (radarski merač nivoa, magnetni merač nivoa i slično) koji, ako je potrebno, mogu da blokiraju rad pumpi.
Izbor opreme
Izbor veličine i nominalnih parametara za uređaje za kompenzaciju hidrauličkog udara se
određuje isključivo kroz projekat analize za određenu mrežu, njen deo ili konfiguraciju.
Opšte prednosti i koristi
Korišćenjem PUP uređaja sledeće su prednosti i pogodnosti:
– ne zahteva dodatnu spoljnu energiju,
– može biti instaliran u zatvorenom prostoru, na otvorenom i bilo gde - gde je lokalna zaštita od hidrauličkog udara potrebna,
– troškovi održavanja su minimalni,
– posuda ne dozvoljava prekid voda linija (vakum cevovoda),
– membrana nije opterećena pritiskom
– membrana se može menjati,
– duži životni vek u radu.
