压力管道水击危害及其防治
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陈贵清1
, 王维军2
, 周红星2
, 任春立2
(11唐山学院 科研生产处, 河北 唐山 063000; 21唐山学院 土木工程系, 河北 唐山 063000)
关键词: 压力管道; 水击; 振动; 破坏
摘 要: 对水击现象进行了分析 , 阐明了水击的机理 , 介绍了管道水击的几种类型和研究方
法 , 并结合实际工程中的一些水击事件 , 提出了防止水击发生的一系列措施。
中图分类号: T V 13411 文献标识码: A
引言
在有压管道中 , 由于某种原因 (如阀门启闭 , 换向阀变换工位 , 水泵机组突然停车 , 管道中有气室
) , 使水流速度发生突然变化 , 同时引起管道中水流压力急剧上升或下降的现象 , 称为水击 (或水锤 )。
力管道系统的水击现象是一种典型的有压管道非恒定流问题。水锤引起的压强升高 , 可达管道正常工作
强的几十倍至数百倍。另外 , 还会使管内出现负压。压强大幅波动 , 可导致管道系统强烈振动、产生噪
, 造成阀门破坏、管件接头破裂、断开 , 甚至管道炸裂等重大事故。
管道水击发生的机理
管道水击现象可作如下描述[ 1 ]
: 有压管道流体的流量突变 →流速突变 →由于流动的惯性造成压强大
波动 → 流体的压缩性和管道的弹性使波动在管道中以很快的速度往返传播。管道发生水击时 , 会导致压
升高 , 又由于水击以波的形式沿管道迅速传递 , 从而会使管路发生强烈振动并伴有噪声。
以下面的简单管路阀门突然关闭为例进行水击现象分析。设有水平等径管路 OB , 如图 1所示。不计
擦损失, 考虑水的可压缩性和管道的变形。相关参数如下: 管长 L; 直径 d; 管道截面积 F; 流速 V0 ;
口 O; 阀门位置 B; 原始压力 P0 ; 水击波的速度 C0 ; 受压缩水层 bb′ 。
图 1 水击压力分布
(1) 当水管 B处阀门突然关闭时, 紧贴阀门上的一层液体受阀门所阻, 首先停止了流动, 流速突变...
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