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                                水锤现象

                       上海申弘阀门有限公司

在有压力管路中，由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水泵机组突然停车）使水的流速突然发生变化，从而引起压强急剧升高和降低的交替变化，这种水力现象称为水击或水锤。因开泵、停泵、开关闸阀过于快速，使水的速度发生急剧变化，特别是突然停泵引起水锤，可以破坏管道、水泵、阀门、并引起水泵反转，管网压力降低等，所以，预防水锤发生极为重要，平时预防水锤发生的措施主要有以下几个方法：   

  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，二级泵房不易取消；取消止回阀时应进行停水锤压力计算，为减少和消除水锤，目前常在大口径管道上安装微阻缓闭止回阀。采用缓冲止回阀、微闭蝶阀安装在大口径的水泵出水管上，可有效的消除停泵水锤，但因阀门动作时有一定的水量倒流，吸水井须有溢流管。紧靠止回阀并在其下游安装水锤消除器。  

水锤效应的危害  

 水锤效应有极大的破坏性：由于水锤的产生，使得管道中压力急剧增大至超过正常压力的几倍甚至十几倍，其危害很大，会引起管道的破裂，影响生产和生活。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。水锤又称水击。水（或其他液体）输送过程中，由于阀门突然开启或关闭、水泵突然停止、骤然启闭导叶等原因，使流速发生突然变化，同时压强产生大幅度波动的现象。上海申弘阀门有限公司主营阀门有：ag亚博网站-ag亚博国际,电动截止阀,气动截止阀,电动蝶阀,气动蝶阀,电动球阀,气动球阀,电动闸阀,气动闸阀,电动调节阀,气动调节阀，。、、衬胶阀门、衬氟阀门。
水锤效应是一种形象的说法.它是指给水泵在起动和停止时，水流冲击管道，产生的一种严重水击。由于在水管内部，管内壁是光滑的，水流动自如。当打开的阀门突然关闭或给水泵停止，水流对阀门及管壁，主要是阀门或泵会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，水力迅速达到zui大，并产生破坏作用，这就是水力学当中的“水锤效应"，也就是正水锤。相反，关闭的阀门在突然打开或给水泵启动后，也会产生水锤，叫负水锤，但没有前者大。
由水锤产生的瞬时压强可达管道中正常工作压强的几十倍甚至于数百倍。这种大幅度压强波动，可导致管道系统产生强烈振动或噪声，并可能破坏阀门接头。对管道系统有很大的破坏作用。为防止水锤需正确设计管道系统，防止流速过高，一般设计管子流速应小于3m/s，并需控制阀开、闭速度。
因开泵、停泵、开关阀门过于快速,使水的速度发生急剧变化,特别是突然停泵引起的水锤,可以破坏管道、水泵、阀门,并引起水泵反转,管网压力降低等。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。在极短的时间里，水的流量从零猛到额定流量。由于流体具有动能和一定程度的压缩性，因此在极短的时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高和过低的冲击。压力冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管道一样，故称为水锤效应。

冷水进入

在蒸汽主管上由于辐射散热的原因，会产生冷凝水。蒸汽在管道内高速的流动从而带动冷凝水一起流动造成了涟漪。通过这种情况，随着蒸汽的带动冷凝水在管道内慢慢形成了一定的规模。这个就类似于由于强风而形成巨大的浪。
在这种情况下，水锤现象发生是当冷凝水猛烈的撞击到弯头或一个关闭着的阀门。

高速冷凝水碰撞产生水锤
蒸汽冷凝

当蒸汽损失了热量，它会转变为冷凝水，其体积会比蒸汽小1000倍。因此当蒸汽进入接触到低温的冷凝水从而发生冷凝，蒸汽的体积立刻发生巨大的变化。
当蒸汽在冷凝过程中，由于体积减小会暂时形成真空状态，因此管道内的冷凝水会被吸到这个真空的空间。这种情况就会形成水锤，冷凝水在管道内形成浪涌互相的撞击。
简而言之，管道内的低温冷凝水与蒸汽混合是非常危险的。但这样的情况又是非常普遍的，像在冷凝水回收系统中或类似的系统，这种是一种非常难以解决的水锤形式。
值得注意的是这种类型的水锤形式不仅仅出现在冷凝水回收系统中，也同样会发生在蒸汽配送管道和蒸汽用设备中。

蒸汽遇冷发生撞击产生水锤
以上所提及的两大类型水锤都会产生巨大的破坏，但相对而言第二种形式的水锤发生的频率更高。

曾经，普遍认为越是低温的冷凝水越可能造成严重的水锤。然而，实验却揭示了一个惊人的事实，实验表明当冷凝水的温度略低于蒸汽温度时会对水锤的形成造成zui大的影响。
更确切的讲，假设当蒸汽温度为100℃，冷凝水温度处于70℃~80℃时产生水锤的几率要大于冷凝水温度处于50℃~60℃时。

冷凝水如何影响水锤
事实上，水锤所造成的影响是通过计算得出数据的。这个计算结果可以显示出水锤的强度与蒸汽冷凝的体积的关系。（蒸汽块）
通过三个图表我们可以看出冷凝水的温度情况：
左边的图表：蒸汽接触到低温的冷凝水立刻发生冷凝现象。如这种情况，当有水锤发生时也只会产生小的蒸汽泡，不会形成大的蒸汽块，因此只会形成小型的水锤。
中间的图表是zui大的隐患。由于冷凝水与蒸汽的温差相对较小，在20-30℃之间。因此冷凝水不会马上冷凝，但通过逐步的累积，当蒸汽到达冷凝点时，全部的蒸汽会立刻发生冷凝。由于缓慢的冷凝时间，从而使蒸汽与冷凝水接触的时间很长，会产生大量的蒸汽泡，形成大型的水锤。
右边的图表：蒸汽与冷凝水接触时的温度相同。在这种情况下，不会有蒸汽冷凝的情况发生同时也不会产生水锤。这一情况证明了当饱和冷凝水排出疏水阀时的温度与闪蒸汽的温度相同时，是不会水锤产生的。

“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zui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"。
水锤效应只和水本身的惯性有关系，和水泵没有关系。

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。
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和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zui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。与本文相关的论文有：矿山电动插板阀