Co to jest przepływ przejściowy?

Przepływ przejściowy to stan dynamiki płynów, w którym prędkość i ciśnienie przepływu płynu zmieniają się w czasie ze względu na zmiany stanu systemu. Zmiany te mogą być spowodowane uruchomieniem lub zatrzymaniem pompy, otwarciem lub zamknięciem zaworów lub wahaniami ciśnienia zasilania ze zbiorników lub zbiorników. Zwykle charakteryzuje się silną falą ciśnienia lub falami, które mogą utrzymywać się przez dłuższy czas po ustaniu wytrącającego zdarzenia. Przejściowe zdarzenia przepływu mogą być niezwykle destrukcyjne, jeśli wielkość i prędkość fali ciśnienia przekracza pojemność systemu, w którym ma ona miejsce. Rozwiązywanie powtarzających się problemów z przepływem nieustalonym nie jest łatwe i generalnie jest możliwe do osiągnięcia tylko dzięki zaawansowanym symulacjom oprogramowania.

Gdy płyny, takie jak woda, przepływają bez przeszkód i ze stałą prędkością przez dowolny system rur i zaworów, prędkość płynu i ciśnienie, jakie wywiera na system, pozostają stałe i przewidywalne. Gdy jakaś część tej równowagi zostanie zakłócona, na przykład uruchomienie pompy wspomagającej lub zamknięcie zaworu, inicjowany jest stan znany jako przepływ przejściowy. Stan ten charakteryzuje się nagłym wzrostem ciśnienia i prędkości przepływu płynu, którego wielkość zależy od rodzaju zdarzenia inicjującego i szybkości jego wystąpienia. Ponieważ woda jest materiałem rezonansowym, fala ta jest przenoszona wzdłuż całej kolumny płynu, czego skutki są zwykle odczuwalne w całym systemie.

Ten stan może charakteryzować się pojedynczą lub serią fal, które mogą, w zależności od warunków otoczenia, pozostawać aktywne w kolumnie płynu przez długi czas po ustaniu zdarzenia inicjującego. Fale te często powodują głośny dźwięk walenia w rurach, co daje początek powszechnej nazwie tego zjawiska, jakim jest uderzenie wodne. W przypadkach, gdy fala ciśnienia i wynikający z niej wzrost prędkości przepływu płynu są wystarczającej wielkości, przepływ przejściowy może spowodować uszkodzenie lub nawet całkowitą awarię rur i zaworów wzdłuż systemu. Zdarzenia te mogą nie tylko powodować znaczne szkody, ale również bardzo zakłócają procesy produkcyjne wrażliwe na ciśnienie i natężenie przepływu.

Dokładne zdefiniowanie pierwotnej przyczyny przejściowych zdarzeń przepływowych w celu ich wyeliminowania jest trudne. W większości przypadków jako punkt wyjścia wymagana jest dokładna znajomość rodzaju stosowanych płynów, a także szczegółów dotyczących rur, zaworów i podpór rur. Następnie stosuje się złożone i wyrafinowane oprogramowanie komputerowe do symulacji warunków w systemie, które w większości przypadków mogą zidentyfikować źródło i potencjalne rozwiązania dla zdarzeń przepływów przejściowych.