Гидроударом называется кратковременное мощное повышение давления жидкости, которая циркулирует в трубах. Давление увеличивается из‑за изменения скорости течения:
• положительный — при котором давление повышается вследствие резкого закрытия задвижки или включения насосного агрегата;
• отрицательный — при котором давление увеличивается из‑за остановки насоса.
По законам физики, даже при резком закрывании крана, вода продолжает движение. Останавливается только поток, ближайший к вентилю, остальные слои продолжают течь. Столкновение остановившегося и движущегося слоев и вызывает повышение давления. Если представить, что перед движущейся толпой резко закрыли вход, то первые ряды уже остановились — следующие на них натыкаются, продолжая идти, получается давка. Вода действует также, отчего возникает гидравлический удар.
Давление повышается в моментальном режиме, уровень возрастает на несколько десятков атмосфер. Последствий избежать не удастся.
Возникновение явления возможно только по причине отсутствия компенсации перепадов давления. Скачок в одном месте вызывает распространение силы по всей протяженности трубопровода. Если в системе есть слабая точка, материал может деформироваться или разрушается полностью, образуется дыра в системе.
Впервые эффект был обнаружен в конце XIX века российским ученым Н. Е. Жуковским. Он же вывел формулу, по которой следует рассчитывать период времени, необходимый для закрывания крана, чтобы избежать неприятных последствий.
Формула выглядит так:
где: Dp — увеличение давления в Н/м2 ;
p — плотность жидкости в кг/м3 ;
u0 , u1 — средние показатели скорости воды в трубопроводе до и после закрывания кранов.
Чтобы знать, как доказать гидроудар в системе водоснабжения, необходимо знать диаметр и материал трубы, а также степень сжимаемости воды. Все расчеты проводятся после установления параметра плотности воды. Она различается по количеству растворенных солей.