水錘現(xiàn)象

在有壓力管路中，由于某種外界原因（如閥門(mén)突然關(guān)閉、水泵機(jī)組突然停車(chē)）使水的流速突然發(fā)生變化，從而引起水擊，這種水力現(xiàn)象稱(chēng)為水擊或水錘。

別名：水擊

現(xiàn)象：水的流速突然發(fā)生變化

原因：閥門(mén)突然關(guān)閉、水泵機(jī)組突然停車(chē)

現(xiàn)象解釋

水錘是在突然停電或者在閥門(mén)關(guān)閉太快時(shí),由于壓力水流的慣性，產(chǎn)生水流沖擊波,就象錘子敲打一樣,所以叫水錘。水流沖擊波來(lái)回產(chǎn)生的力，有時(shí)會(huì)很大，從而破壞閥門(mén)和水泵。

電動(dòng)水泵全電壓起動(dòng)時(shí)，在不到1s的時(shí)間內(nèi)，即可從靜止?fàn)顟B(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速，管道內(nèi)的流量則從零增加到額定流量。由于流體具有動(dòng)量和一定程度的可壓縮性，所以，流量的急劇變化將在管道內(nèi)引起壓強(qiáng)過(guò)高或過(guò)低的沖擊，以及出現(xiàn)“空化”現(xiàn)象。 壓力的沖擊將使管壁受力而產(chǎn)生噪聲，猶如錘子敲擊管子一般，稱(chēng)為“水錘效應(yīng)”。

水錘效應(yīng)只和水本身的慣性有關(guān)系，和水泵沒(méi)有關(guān)系。[1]

預(yù)防水錘的措施

a.開(kāi)關(guān)閥門(mén)過(guò)快引起的水錘：

（1） 延長(zhǎng)開(kāi)閥和關(guān)閥時(shí)間。

（2） 離心泵和混凝泵應(yīng)在閥門(mén)半閉15%-30%時(shí)而不是全關(guān)時(shí)停泵。

b.泵引起的水錘

（1） 排除管道內(nèi)的空氣，使管道內(nèi)充滿(mǎn)水后再開(kāi)啟水泵，凡是長(zhǎng)距離輸水管道的高起部位都應(yīng)設(shè)自動(dòng)排氣閥。

（2） 停泵水錘主要因出水管止回閥關(guān)閉過(guò)快引起，因此，取消止回閥可以消除停水泵水錘的危害，并且可以減少水頭損失，節(jié)約電耗；目前經(jīng)過(guò)一些大城市的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為一級(jí)泵房可以取消，二級(jí)泵房不宜取消；取消止回閥時(shí)應(yīng)進(jìn)行停水錘壓力計(jì)算，為減少和消除水錘，目前常在大口徑管道上安裝微阻緩閉止回閥。采用緩沖止回閥、微閉蝶閥安裝在大口徑的水泵出水管上，可有效的消除停泵水錘，但因閥門(mén)動(dòng)作時(shí)有一定的水量倒流，吸水井須有溢流管。緊靠止回閥并在其下游安裝水錘消除器。

危害與消除

危害

水錘效應(yīng)有極大的破壞性：壓強(qiáng)過(guò)高，將引起管子的破裂，反之，壓強(qiáng)過(guò)低又會(huì)導(dǎo)致管子的癟塌，還會(huì)損壞閥門(mén)和固定件。

當(dāng)切斷電源而停機(jī)時(shí)，泵水系統(tǒng)的勢(shì)能將克服電動(dòng)機(jī)的慣性而命令系統(tǒng)急劇地停止，這也同樣會(huì)引起壓力的沖擊和水錘效應(yīng)。

為了消除水錘效應(yīng)的嚴(yán)重后果，在管路中需要受到一系列緩沖措施和設(shè)備。

水錘消除器

水錘消除器能在無(wú)需阻止流體流動(dòng)的情況下，有效地消除各類(lèi)流體在傳輸系統(tǒng)可能產(chǎn)生的水外錘和浪涌發(fā)生的不規(guī)則水擊波震蕩，從而達(dá)到消除具有破壞性的沖擊波，起到保護(hù)之目的。

水錘消除器的內(nèi)部有一密閉的容氣腔，下端為一活塞，當(dāng)沖擊波傳入水錘消除器時(shí)，水擊波作用于活塞上，活塞將往容氣腔方向運(yùn)動(dòng)?；钊\(yùn)動(dòng)的行程與容氣腔內(nèi)的氣體壓力、水擊波大小有關(guān)，活塞在一定壓力的氣體和不規(guī)則水擊雙重作用下，做上下運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，這樣就有效地消除了不規(guī)則的水擊波震蕩。[1]

參考資料

[1] 周小紅. 水錘現(xiàn)象及防護(hù)措施[J]. 冶金動(dòng)力, 2016(7):46-48.