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我听过大锤、小锤、流星锤,那水锤是啥锤

2020-02-17

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什么是水锤

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。说的通俗些:突然停电或阀门关闭太快,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就像锤子敲打一样,我们称之为水锤。

水锤不是好锤


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。

发生原因

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。

知识扩展

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。

水锤防止方法:

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。

3、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。

4、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;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。

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来自:q1338  > 工业
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