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什么是水錘

水錘又稱水擊。水（或其他液體）輸送過程中，由于閥門突然開啟或關閉、水泵突然停止、驟然啟閉導葉等原因，使流速發(fā)生突然變化，同時壓強產(chǎn)生大幅度波動的現(xiàn)象。說的通俗些：突然停電或閥門關閉太快，由于壓力水流的慣性，產(chǎn)生水流沖擊波，就像錘子敲打一樣，我們稱之為水錘。

水錘不是好錘

由水錘產(chǎn)生的瞬時壓強可達管道中正常工作壓強的幾十倍甚至于數(shù)百倍。這種大幅度壓強波動，可導致管道系統(tǒng)產(chǎn)生強烈振動或噪聲，并可能破壞閥門接頭。對管道系統(tǒng)有很大的破壞作用。為防止水錘需正確設計管道系統(tǒng)，防止流速過高，一般設計管子流速應小于3m/s，并需控制閥開、閉速度。

因開泵、停泵、開關閥門過于快速,使水的速度發(fā)生急劇變化,特別是突然停泵引起的水錘,可以破壞管道、水泵、閥門,并引起水泵反轉(zhuǎn),管網(wǎng)壓力降低等。水錘效應有極大的破壞性：壓強過高，將引起管子的破裂，反之，壓強過低又會導致管子的癟塌，還會損壞閥門和固定件。在極短的時間里，水的流量從零猛到額定流量。由于流體具有動能和一定程度的壓縮性，因此在極短的時間內(nèi)流量的巨大變化將引起對管道的壓強過高和過低的沖擊。壓力沖擊將使管壁受力而產(chǎn)生噪聲，猶如錘子敲擊管道一樣，故稱為水錘效應。

發(fā)生原因

冷水進入

在蒸汽主管上由于輻射散熱的原因，會產(chǎn)生冷凝水。蒸汽在管道內(nèi)高速的流動從而帶動冷凝水一起流動造成了漣漪。通過這種情況，隨著蒸汽的帶動冷凝水在管道內(nèi)慢慢形成了一定的規(guī)模。這個就類似于由于強風而形成巨大的浪。

在這種情況下，水錘現(xiàn)象發(fā)生是當冷凝水猛烈的撞擊到彎頭或一個關閉著的閥門。

高速冷凝水碰撞產(chǎn)生水錘

蒸汽冷凝

當蒸汽損失了熱量，它會轉(zhuǎn)變?yōu)槔淠潴w積會比蒸汽小1000倍。因此當蒸汽進入接觸到低溫的冷凝水從而發(fā)生冷凝，蒸汽的體積立刻發(fā)生巨大的變化。

當蒸汽在冷凝過程中，由于體積減小會暫時形成真空狀態(tài)，因此管道內(nèi)的冷凝水會被吸到這個真空的空間。這種情況就會形成水錘，冷凝水在管道內(nèi)形成浪涌互相的撞擊。

簡而言之，管道內(nèi)的低溫冷凝水與蒸汽混合是非常危險的。但這樣的情況又是非常普遍的，像在冷凝水回收系統(tǒng)中或類似的系統(tǒng)，這種是一種非常難以解決的水錘形式。

值得注意的是這種類型的水錘形式不僅僅出現(xiàn)在冷凝水回收系統(tǒng)中，也同樣會發(fā)生在蒸汽配送管道和蒸汽用設備中。

蒸汽遇冷發(fā)生撞擊產(chǎn)生水錘

以上所提及的兩大類型水錘都會產(chǎn)生巨大的破壞，但相對而言第二種形式的水錘發(fā)生的頻率更高。

知識擴展

危害

水錘效應有極大的破壞性：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。

為了消除水錘效應的嚴重后果，在管路中需要受到一系列緩沖措施和設備。

水錘防止方法：

1、延長開閥和關閥時間。

2、離心泵和混凝泵應在閥門半閉15%-30%時而不是全關時停泵。

3、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設自動排氣閥。

4、停泵水錘主要因出水管止回閥關閉過快引起，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。