什么是“水锤”,不得不知的恐怖“水锤”现象
一、水锤效应之谜
水锤现象,亦称作水击效应,是指在液体输送过程中,由于阀门骤然启闭、水泵急剧启停等因素,导致流速急剧变化并伴随着压强剧烈波动的现象。形象地比喻:犹如遭遇突如其来的停电或阀门快速关闭,压力水流的惯性作用下,形成一股冲击波,宛如锤击般震撼,故得名水锤。
二、水锤成因探秘
以下是引发水锤现象的七大诱因:
阀门的骤然开启或紧闭;
水泵机组的突兀停机或启动;
单根管道向高层输水,当供水地形高差超过20米时;
水泵的总扬程(或工作压力)过大;
输水管道中水流速度过于迅猛;
输水管道过长,且地形起伏变化显著;
施工不规范,例如三通、弯头、异径管等节点的水泥止推墩制作不符合标准,给水管道工程埋下隐患。
三、水锤效应的潜在威胁
水锤效应引发的压强升高,可达到管道正常工作压强的数倍甚至数十倍。这种剧烈的压强波动,对管路系统构成的危害主要包括:
引发管道剧烈振动,导致管道接头断裂;
损毁阀门,严重的压强过高甚至导致管道爆裂,供水管网压力骤降;
压强过低则可能导致管道凹陷,进而损坏阀门和固定部件;
引发水泵反转,破坏泵房内的设备或管道,严重时甚至导致泵房被淹,造成人员伤亡等重大安全事故,严重影响生产和生活秩序。
四、水锤现象的预防策略
以下是一些有效预防水锤现象的方法:
延长阀门的开启和关闭时间,以减少水锤效应的发生;
离心泵和混凝泵在停泵时应将阀门半闭至15%-30%的位置,而非完全关闭;
清除管道内的空气,确保管道充满水后再启动水泵,长距离输水管道的高起部位应安装自动排气阀;
应用止回阀。停泵水锤主要是由于出水管止回阀关闭过快引起的。取消止回阀可以减轻停水泵水锤的危害,并降低水头损失,节约能源。经过一些大城市的实验,认为一级泵房可以取消止回阀,而二级泵房则不宜取消。取消止回阀时,应进行停水锤压力计算。为了减少和消除水锤,常在大口径管道上安装微阻缓闭止回阀。在大型水泵出水管上安装缓冲止回阀、微闭蝶阀,可以有效消除停泵水锤。但需注意,阀门动作时会有一定量的水倒流,吸水井应配备溢流管。紧邻止回阀并在其下游安装水锤消除器,以减轻水锤效应的影响。
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