Гідравлічний удар — явище різкої зміни тиску в напірному трубопроводі при раптовому зміну швидкості руху рідини, пов’язаному з швидким закриттям чи відкриттям засувки, крани, клапани і т. п., швидким остановом або пуском гідродвигуна або насоса. У зазначених випадках при зменшенні або збільшенні швидкості руху рідини тиск перед запірним пристроєм відповідно різко збільшується (позитивний гідравлічний удар) або зменшується (негативний гідравлічний удар). Це зміна тиску поширюється по всій довжині трубопроводу L (рис.) з великою швидкістю, а, званої швидкістю розповсюдження ударної хвилі.
Величина а определяется теоретической формулой Н. Е. Жуковского:
де Їжак — об’ємний модуль пружності рідини щільністю ?; чисельні значення Їжак і ? наведено в розділі «Лекції з гідравліки»; Е — модуль пружності матеріалу труби; d — діаметр труби; ? —товщина стінки труби; азв — швидкість поширення звуку в даній пружному середовищі; для води ця швидкість дорівнює 1435 м/с, для бензину — 1116 м/с, для масел — 1200-1400 м/с.
Усереднені значення модуля пружності води і деяких матеріалів, а також співвідношення між ними, що спрощують використання формули , наведені далі в таблиці
Значения а для чугунных водопроводных труб при E=106 кгс/см2 и Еж =21000 кгс/см2 в зависимости от диаметра труб d и толщины их стенок ? даны далее в таблиые
Гідравлічний удар може бути повним, коли відбувається повна зупинка руху, або неповним, коли початкова швидкість руху рідини ?0 змінюється до деякого значення ?, що має місце, наприклад, при частковому перекритті запірного пристрою. Гідравлічний удар може бути прямим, коли закриття засувки, крана відбувається досить швидко, а саме, при tзакр < tфаз, або непрямим, коли гальмування рідини відбувається при менш швидкому перекриття запірного пристрою, тобто tзакр > tфаз. Тут tзакр — час закриття запірного пристрою (засувки); tфаз— тривалість фази, тобто час, протягом якого виникла в засувки ударна хвиля досягне резервуара і, відбившись від нього, знову підійде до засувці (подвоєна фаза становить один період, або цикл):
tфаз=2L/a
Підвищення (закид) тиску при прямому гідравлічному ударі визначається за формулами Н. Е. Жуковського:
при повному ударі
?p=?·a·?0
при неповному ударі
?p=?·a·(?0-? )
Підвищення тиску при непрямому гідравлічному ударі визначається по наближеним формулам:
при повному ударі
?p=?·2·L·?0/tзакр
при неповному ударі
?p=?·2·L·(?0-? )/tзакр
Найбільш небезпечним є позитивний повний прямий гідравлічний удар, при якому підвищення тиску може досягати значної величини.
Гідравлічний удар може викликати розрив трубопроводів, руйнування деталей гідромашин і приладів, невчасне спрацювання окремих пристроїв гідросистем (реле тиску, реле часу, гідрозамків та ін).
Інтенсивність гідравлічного удару знижується шляхом збільшення тривалості спрацювання запірних пристроїв; локалізується він установкою на трубопроводі поблизу місця можливого виникнення гідравлічного удару зрівняльних веж, повітряних колпаков, запобіжних клапанів і ін
