水錘現(xiàn)象

在有壓力管路中，由于某種外界原因（如閥門突然關(guān)閉、水泵機組突然停車）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：閥門突然關(guān)閉、水泵機組突然停車

現(xiàn)象解釋

水錘是在突然停電或者在閥門關(guān)閉太快時,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。水流沖擊波來回產(chǎn)生的力，有時會很大，從而破壞閥門和水泵。

電動水泵全電壓起動時，在不到1s的時間內(nèi)，即可從靜止狀態(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)引起壓強過高或過低的沖擊，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，和水泵沒有關(guān)系。[1]

預(yù)防水錘的措施

a.開關(guān)閥門過快引起的水錘：

（1） 延長開閥和關(guān)閥時間。

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

b.泵引起的水錘

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

（2） 停泵水錘主要因出水管止回閥關(guān)閉過快引起，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)過一些大城市的實驗，認為一級泵房可以取消，二級泵房不宜取消；取消止回閥時應(yīng)進行停水錘壓力計算，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，但因閥門動作時有一定的水量倒流，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：壓強過高，將引起管子的破裂，反之，壓強過低又會導(dǎo)致管子的癟塌，還會損壞閥門和固定件。

當切斷電源而停機時，泵水系統(tǒng)的勢能將克服電動機的慣性而命令系統(tǒng)急劇地停止，這也同樣會引起壓力的沖擊和水錘效應(yīng)。

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

水錘消除器

水錘消除器能在無需阻止流體流動的情況下，有效地消除各類流體在傳輸系統(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，從而達到消除具有破壞性的沖擊波，起到保護之目的。

水錘消除器的內(nèi)部有一密閉的容氣腔，下端為一活塞，當沖擊波傳入水錘消除器時，水擊波作用于活塞上，活塞將往容氣腔方向運動?；钊\動的行程與容氣腔內(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，做上下運動，形成一個動態(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)象及防護措施[J]. 冶金動力, 2016(7):46-48.