水锤效应
“水锤效应”是指在水管内部,管内壁光滑,水流动自如。当打开的阀门突然关闭,水流对阀门及管壁,主要是阀门会产生一个压力。由于管壁光滑,后续水流在惯性的作用下,迅速达到最大,并产生破坏作用,这就是水利学当中的“水锤效应”,也就是正水锤。在水利管道建设中都要考虑这一因素。
相反,关闭的阀门在突然打开后,也会产生水锤,叫负水锤,也有一定的破坏力,但没有前者大。
水锤效应—Water hammereffect
水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就象锤子敲打一样,所以叫水锤。水流冲击波来回产生的力,有时会很大,从而破坏阀门和水泵。
电动水泵全电压起动时,在不到1s的时间内,即可从静止状态加速到额定转速,管道内的流量则从零增加到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性,所以,流量的急剧变化将在管道内引起压强过高或过低的冲击,以及出现“空化”现象。 压力的冲击将使管壁受力而产生噪声,犹如锤子敲击管子一般,称为“水锤效应”。
危害
水锤效应有极大的破坏性:压强过高,将引起管子的破裂,反之,压强过低又会导致管子的瘪塌,还会损坏阀门和固定件。
当切断电源而停机时,泵水系统的势能将克服电动机的惯性而命令系统急剧地停止,这也同样会引起压力的冲击和水锤效应。
为了消除水锤效应的严重后果,在管路中需要受到一系列缓冲措施和设备。
预防水锤的措施
a.开关阀门过快引起的水锤:
(1) 延长开阀和关阀时间。
(2) 离心泵和混凝泵应在阀门半闭15%-30%时而不是全关时停泵。
b.泵引起的水锤
(1) 排除管道内的空气,使管道内充满水后再开启水泵,凡是长距离输水管道的高起部位都应设自动排气阀。
(2) 停泵水锤主要因出水管止回阀关闭过快引起,因此,取消止回阀可以消除停水泵水锤的危害,并且可以减少水头损失,节约电耗;目前经过一些大城市的实验,认为一级泵房可以取消,二级泵房不宜取消。