Основные принципы подбора и применения мембранных баков были изложены в немецком стандарте DIN 1988. Согласно этому документу мембранный бак выполняет две функции — сокращение числа повторных включений/выключений насосов и демпфирование резких колебаний для стабилизации работы датчика давления, который обязательно монтируется в непосредственной близости от мембранного бака. Именно исключение этих колебаний и скачков давления и попало во многие русскоязычные брошюры при не очень корректном переводе, таком как «снижение/исключение гидроудара». Несомненно, эффект по снижению последствий гидроудара с использованием мембранных баков существует, но применять для расчёта предотвращения гидроудара формулы, взятые из стандарта DIN, практически не имеет смысла. Несомненна точка зрения автора, что рекомендации «Технических пособий» по применению мембранных баков ёмкостью 50 и 100 л не имеют корректного обоснования и не учитывают условий работы.
В статье рассмотрен конкретный пример со следующими параметрами: общий напор насоса — 91 м, подача — 40 м3/ч, однако почему-то при этом выбран насос с подачей 40,8 м3/ч и напором 104 м. Не совсем понятны рассуждения по баку. При исходном давлении воздуха в баке 1,5 атм предполагается, что бак заполнится водой на 30 %. На самом деле, формула очень проста — газовый закон p1V1 = p2V2. По условиям примера р1 = 1,5 атм, V1 = 100 % (по газу), отсюда:
Р2 = (104 м - 50 м) = 54 м = 5,4 атм;
V2 = (1,5 х 100)/5,4 = 27,7 % по газу или же 72,2 % по воде. Как видим, полученный результат более чем в два раза отличается от цифры 30 %, применяемой автором в расчётах в статье.
Кроме того, некоторые сомнения вызывают допущения, применяемые для расчётов. «Допущение первое — давление газа постоянно независимо от изменения объёма мембраны под действием давления воды». Газ, в отличие от воды, — сжимаемая среда, и его давление пропорционально объёму. «Допущение третье — давление газа в баке 1,5х 105 Па...». Однако 1,5 атм — это давление газа в пустом баке. Тогда как при пуске насоса и заполнении мембраны водой давление газа естественным образом повысится и уравняется с давлением воды.
Для предупреждения гидроударов и защиты от них разработаны приспособления, а для водоводов большого диаметра — комплекс различных мероприятий. Этот комплекс включает воздушные клапаны для впуска воздуха или воды, обратные клапаны на наклонных участках для расчленения потока и устройства для пропуска воды через насос в обратном направлении после его выключения. На водопроводах коммунального хозяйства давно применяются воздушно-гидравлические колпаки. Колпаки успешно гасят гидроудары, возникающие от любых причин, и не допускают вакуума в месте образования возмущения потока. Колпаки состоят из стальных цилиндрических сосудов, заполненных в верхней части воздухом. Колпаки устанавливаются вертикально на патрубок трубопровода. При гидравлическом ударе и повышении давления в линии часть воды поступает из трубопровода в колпак и сжимает находящийся там воздух, при этом сила удара ослабевает за счёт амортизирующих свойств воздуха. При понижении давления в трубопроводе воздух расширяется, и часть воды из колпака вытекает в трубопровод, заполняя возможные разрывы сплошности, тем самым снижая величину последующего повышения давления. Таким образом, воздух в колпаке служит упругим элементом, компенсирующим изменение объёма жидкости в трубопроводе при гидравлическом ударе. Основной недостаток воздушно-гидравлического колпака — быстрое уменьшение запасов воздуха в них вследствие растворения его в воде или утечек через неплотности. Опыт показал, что воздух в колпаках сохраняется не более двух суток, а без воздуха колпак не выполняет своих функций. Для сохранения запаса воздуха в колпаках и его восстановления устраивают специальные приспособления. Один из способов изоляции воздуха от воды — применение внутри колпака пластмассовой разделительной плёнки или изготовление воздушно-гидравлического колпака с заполненными резиновыми камерами или шлангами с закаченным в них воздухом.
Практически, воздушно-гидравлический колпак и мембранный бак для применения в качестве устройств гашения гидравлических ударов — это полностью идентичные устройства, и для расчёта объёма мембранного бака (как гасителя гидроударов) следует пользоваться проверенными формулами и диаграммами, по которым считают воздушно-гидравлический колпак. Учитывая, что методика расчёта воздушно-гидравлического колпака отработана и проверена временем, не совсем понятно, для чего предлагается новая методика расчёта объёма мембранного бака для гашения гидроударов. Также в статье не приведены сравнительные расчёты результатов существующей и предложенной автором методик.
