水锤现象

a.开关阀门过快引起的水锤：

（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。

b.泵引起的水锤

（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。

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”。

水锤效应只和水本身的惯性有关系，和水泵没有关系。

水锤现象危害

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。

水锤现象水锤消除器

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。 2100433B

按照波动现象，水锤可以分为水柱连续的水锤现象（无水柱分离）和伴有水柱分离的水锤现象（断流空腔再弥合水锤现象） 。所谓伴有水锤分离的水锤现象，是有压管流出现大空腔时的一种水锤现象。当水锤波在有压管流中传播时，水体质点做周期性的疏密变化，使水体中的质点群时而受拉，时而受压。由于水体承拉能力极差，概括讲，当它承受不住这种拉力时，水柱就会断裂而彼此分离开（特别在含有杂质、小气泡的水体中或在管线纵坡面上作折线变化较大的诸固定点处，如“驼峰”、“膝部”和小丘顶端等），产生一些大空腔或“空管段”，使水流的连续性遭到破坏从而造成水柱分离现象；在密封非常完好的管段中，大空腔或空管段内呈现很高程度的真空。当空管段消失（空腔溃灭）即两股水柱重新弥合时，空腔内的水蒸气迅速凝结，于是两股水柱互相猛烈碰撞，因而造成升压很高的“断流空腔再弥合水锤”（简称断流弥合水锤“）。它是水泵供水系统中最具有危害性的一种水锤撞击波动。

近年来我国分布在地形复杂、地势起伏较大的地区的长输管线工程逐年增多，这种情况在我国西北、西南地区尤为突出，此类工程管线长、地形起伏大，在泵站启停、机组调速、各中间站的流程切换或分输站的启停、事故工况停机以及调节阀动作失灵、误关闭等操作过程中，极易产生水锤增压波和减压波以较大的速度向上下游传播，产生液柱分离和弥合水锤现象，造成危害很大的断流空腔弥合水锤危害，影响管道的安全常运行。

水锤波中的减压波向下游传递，使管线沿线压力降低，当压力下降到一定值后，输送液体中的溶解气体会逸出形成小气泡，当管内压力进一步降低到液体饱和蒸气压且持续时间足够长时，管内液体就会汽化产生蒸气，蒸气与己形成的气泡相结合，形成较大的气囊在管内上升，气囊随着液体流动，气囊会聚集在管道高程处，占据很大一段管道，甚至会把连续液柱隔破坏了液体的连续性，可能阻断整个管道流通截面形成断流空腔从而导致液柱分离，这个过程中的低压容易造成管道失稳变形。

水锤波中的增压波向上游传递，使管道沿线压力增大，使分离开的两液柱重新弥合即空腔溃灭时，将产生具有直接水锤特征的断流弥合水锤，当管道发生断流弥合水锤时，水锤波以高速沿管道传播，水锤波波峰过后，由于流动状态的不平衡，还会产生充装压力，水锤增压和充装压力叠加在管道剩余压力上，当叠加后的液体压力超过管道的最大允许工作压力，就有可能造成管道强度破坏，特别是那些稳定运行时动水压力接近于管道临界承受压力的位置（如山管道的低洋地段等），更容易引起管道超压，造成强度破坏。