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,从而引起水击,这种水力现象称为水击或水锤。
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,就像锤子敲打一样,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”。
(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;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,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。
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。