1
УДК 627.844:532.5
Особенности изменения давления в трубопроводе
при его закрытии
© Н.И. Бондаренко, Ю.И. Терентьев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрено неустановившееся движение идеальной сжимаемой жидкости в
однородной упругой трубе, вызванное срабатыванием отсечного устройства. Ис-
пользуется устойчивая конечно-разностная схема решения уравнений движения и
неразрывности потока. На примере однониточного трубопровода иллюстрирует-
ся ее применение к случаю уменьшения массового расхода жидкости до нуля по
заданному линейному закону. В частном случае выявлена возможность прекраще-
ния колебаний давления жидкости в трубопроводе после его полного закрытия. В
общем же случае при любом времени срабатывания отсечного устройства давле-
ние перед ним изменяется по одному из двух вариантов, которые представлены в
виде двух обобщенных графических зависимостей.
Ключевые слова:
трубопровод, расход жидкости, разностная схема, давление,
фаза гидравлического удара.
В процессе эксплуатации магистральных трубопроводов жидкост-
ных ракет могут возникать экстремальные ситуации [1], сопровожда-
ющиеся возникновением гидравлического удара, например, в случае
аварийного выключения двигателей при стендовых испытаниях или на
пусковой установке. Поэтому при проведении прочностных расчетов
как самих трубопроводов, так и их опор необходимо знать распреде-
ление давления по длине трубопровода и при гидравлическом ударе.
Этому вопросу посвящено много работ, в частности [2–11]. Вместе с
тем представляет интерес поиск такого инженерного метода определе-
ния характеристик переходных процессов в трубопроводах, который
позволял бы с заданной точностью оперативно их прогнозировать.
В данной работе предлагается подход, основанный на числен-
ном решении уравнений движения и неразрывности идеальной
сжимаемой жидкости в полностью заполненной однониточной
трубе, который дает возможность определить изменение парамет-
ров потока во времени при быстром перекрытии трубопровода, а в
частном случае — получить обобщенные зависимости давления
перед клапаном, перекрывающим проходное сечение трубы, от
времени.
Уравнения движения и неразрывности потока для рассматривае-
мого случая имеют вид [5, 8]
