管道内流速突变引起集聚压力交替升降的水力撞击现象,如同锤子敲打在某物体上。玻璃瓶装水不满的情况手掌拍瓶口底部冲破,就是水锤现象。 何为水锤效应? 追尾,最前面的车突停,后面的多辆车发现未及时,因此造成连环追尾事故。理论上来说,最前面的车破坏最严重,因为受到后续多辆车的一次一次的冲击,所以“受伤”最严重,水锤效应与这个类似。 在输水管道中水流突然被阻流件截断,此时被截断在物件前的水流突停,然而前面的水流在惯性力作用下仍然向阻流件这里跑,将能量全部聚集在此,水流冲击波一波接一波撞击在阻流件这里,发出砰砰的响声。在阻流件后续的水流在惯性力作用下仍然向前走动,导致空着的这段变成真空,形成很高的压强,可能超过管道正常压强的几倍甚至几十倍,大幅度波动压强又会撞击阻流件,又会发出砰砰的响声。
经常说明正压水锤和负压水锤,说的是阻流件前面水流在正压情况水流波冲导致的撞击现象。阻流件后续的水流在负压情况水流冲击波导致的撞击现象。由此可见,在管道中安装的阻流件会受到两次水锤撞击,对其危害不小。 阻流件有哪些?管道中安装的开关阀、水泵等不正常工作会引起水锤效应。 - 突然停泵引起的水锤叫停泵水锤,由前面的述说可知,在阻流件后端引起的水锤是负压水锤,那么水流会在很高的压强下水流倒流,冲击波对水泵叶轮进行撞击会使水泵反转。
- 启泵水锤,主要是出水管阀门打开且水没充满管道留有空气,同样有水锤效应现象。
- 关阀水锤,突然关闭阀门,水流截断,在阀前阀后发生正压水锤和负压水锤。
总得来说,水锤效应从物理角度分析,主要是水体惯性和水体压缩性所导致的。 如何消除水锤效应? 1.关阀水锤消除 既然是突然截断管道水流的原因,因此将阀关的速度减缓。 2.启泵水锤撞击 管道空气排出再充满水,则可启动泵。
管道长了要加排气阀或充水装置,防止管道集气。 空管启泵,泵出口阀门开启一点点,还有其它阀门全开则启泵,当水充满管道再将出水口阀门开到要求开度或全开。 安装止回阀、前端加排气阀、附近安装旁通阀。 3.停泵水锤消除 停泵后水流在惯性作用下继续前进直到流速将至为零,又在重力作用下水又倒流引起泵反转,设置止回阀。将管内水流速度减缓,将管道口径加大或管壁加厚或将输水管路缩短等。 水锤如同锤子样在惯性或压缩性的作用下不断的冲击阻流件,危害不容小觑。缓冲措施及水锤消除设备不可缺少,将水锤的危害将至最低。 水锤效应是有害还是有利,凡事有两面性。工业生产过程中,水锤效应必须得以消除,但也有利用水锤效应产生价值。如水锤泵站、直流液压水锤泵等,利用水锤效应来产生经济效益。 |