水锤效应

huanghong · 发表于 2024-6-4 11:10:28

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水锤又称水击。是指水或其他液体输送过程中，由于阀门突然开关、水泵骤然启停等原因，流速突然变化且压强大幅波动，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波，水柱对管道的冲击，称之为水锤。

　　流体在光滑管道内壁水流惯性下，水力迅速达到最大，所以容易造成破坏作用(如破坏阀门和泵体等)，这就是水力学中的“水锤效应”，即正水锤；相反，阀门或水泵突然开启，也会产生水锤效应，叫负水锤。这种大幅波动的压力冲击波，极易导致管道因局部超压而破裂、损坏设备等。所以水锤效应防护是流体管道工程设计施工中必须要考虑的关键因素。

　　水锤产生的条件

　　1、阀门突然开启或关闭;

　　2、泵机组突然停车或开启;

　　3、单管向高处输送液体(供水地形高差超过20米);

　　4、泵总扬程(或工作压力)大;

　　5、输送管道中介质流速度过大;

　　6、输送管道过长，且地形变化大。

　　7、不规范的施工带给管道工程存在的隐患。

　　根据水力学的原理，起伏较大的管架、山丘，在管道的高点，应设计安装排气阀。因为管道在输送过程中，管道中气体会逸出在管道高起部位积累起来，甚至形成气阻，管道中介质的流速发生波动时，隆起部位形成的气囊将不断被压缩、扩张，气体被压缩后所产生的压强要比介质被压缩后产生的压强大几十倍甚至上百倍，此时，存在隐患的管道，可能会导致下列情况的发生：

　　⑴管道上游通介质后下游不见流体，这是因为管道内的气囊阻断水流，形成液柱分离。

　　⑵管道内被压缩的气体，压缩到最大极限，急速膨胀，导致管道破裂。

　　⑶当高处液源的介质，利用重力流按一定的速度向下游输送时，急速关闭上游的阀门后，由于落差及流速的惯力，管道内上游的液柱并没有立即停止，它仍按一定的速度向下游流动，此时管道内因无法及时补气形成真空，造成管道被负压吸瘪而破损。

　　水锤效应的危害：水锤引起的压强升高，可达管道正常工作压强的几倍，甚至几十倍。这种大幅度的压强波动，对管路系统造成强烈振动，甚至管道接头断开。

zfeir · 发表于 2024-6-4 11:16:26