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什么是水锤效应


水锤效应
Water hammer effect



水锤的定义

  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。
  “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*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。
  电动水泵合电压起动时,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压或过低的冲击,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”。
  水锤效应只和水本身的惯性有关系,和水泵没有关系。

 

水锤效应的危害

  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名系统急剧地停止,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。

 

水锤消除器

  水锤消除器能在无需阻止流体流动的情况下,有效地消除各类流体在传输系统可能产生的水外锤和浪涌发生的不规则水击波震荡,从而达到消除具有破坏性的冲击波,起到保护之目的。
  水锤消除器的内部有一密闭的容气腔,下端为一活塞,当冲击波传入水锤消除器时,水击波作用于活塞上,活塞将往容气腔方向运动。活塞运动的行程与容气腔内的气体压力、水击波大小有关,活塞在一定压力的气体和不规则水击双重作用下,做上下运动,形成一个动态的平衡,这样就有效地消除了不规则的水击波震荡。

 

水锤效应的利用

  水锤泵站是利用水锤压力提水的泵站,适用于山区小流量高扬程供水,由水锤泵及相应的水工建筑物组成,为山区微型水力提灌泵站的一种新型式,通常也简称它为新式微型水力站或水力站。水锤泵站可分为直流水锤泵站交流水锤泵站两大类型。目前大多数水锤泵站可归类为直流水锤泵站。直流水锤泵站由微水力源、进水池、动力进水钢管(长管路)、控制阀门、直流水锤泵、扬水管、储用大池等组成。
  直流水锤泵是一种液压水锤泵,直接采用水锤效应用来开发水的落差进行扬水的水力机械,其*大特点是不需要专门的动力机,不需要燃料和电力,在有适当落差水头的情况下可连续地运转扬水。

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