Почему лопались чугунные трубы?

Почему лопались чугунные трубы?

Дело было в конце XIX века. К известному российскому учёному Николаю Егоровичу Жуковскому за помощью обратился молодой инженер Зимин, заведующий московским водопроводом. Глубоко под землёй лопались водопроводные трубы. Качество чугуна было безупречно. Но трубы лопались так, словно были сделаны не из прочного чугуна, а из простого стекла. В чём дело? Зимин не мог найти ответа. Рабочие едва успевали исправлять повреждения в различных концах города. Городская администрация задумалась: а не проще ли опять развозить воду в бочках?

Попробуйте разобраться, почему лопались чугунные водопроводные трубы.

Подсказка
Жуковскому удалось выяснить, что аварии происходили во время закрытия задвижек, перекрывающих трубы.

Подумайте

Современные водопроводные краны позволяют одним резким движением перекрывать воду. Почему при этом не лопаются водопроводные трубы?

Контрольный ответ:

Чугунные водопроводные трубы разрывала… вода. Когда трубу резко перекрывали, то передний фронт водного потока упирался в задвижку. Остальная же масса воды в трубе всё ещё продолжала двигаться вперёд. Значит, сзади набегали новые и новые массы воды, и давление в трубе резко возрастало. Чугун, из которого в то время изготавливали водопроводные трубы, почти лишён упругости. Поэтому он не выдерживал резкого скачка давления, и труба лопалась.

После долгих раздумий Николай Егорович Жуковский предположил, что трубы

разрывала… сама вода. Он выяснил, что аварии всегда происходили в вечернее время, когда трубы перекрывали задвижками. Дело в том, что поздним вечером, когдапотребность города в воде резко уменьшалась, напор воды в трубах было необходимоослабить. Для этого часть водопроводных труб перекрывали задвижками. Причемзадвижки вводились в трубы достаточно резко. Что же происходило далее?

Если трубу резко перекрывали, то передний фронт водного потока натыкался назадвижку и останавливался. Остальная же вода в трубе все еще продолжала двигатьсявперед. Поэтому сзади набегали все новые и новые массы воды. Давление в трубе приэтом резко возрастало. Чугун, из которого в то время изготавливали водопроводныетрубы, практически не имеет упругости. Если он не выдерживал сильного напора, то ипроисходил разрыв трубы. Н. Е. Жуковский назвал, открытое им явление гидравлическимударом.