长输供热闭式管网停泵水锤计算分析
管道停泵水锤模拟分析及水锤防护措施建议
管道停泵水锤模拟分析及水锤防护措施建议摘要：本文以长距离输水管线为研究对象，建立水力分析模型，对不同运行工况下停泵水力过渡过程进行分析研究。
主要分析无防护措施停泵水锤水力模型及为消除或减小该现象而采取防护措施后的水锤水力模型。
通过对关阀时间、排气阀，水泵惯量等各种变化工况进行模拟停泵水锤分析，结果表明排气阀可以有效的降低管道负压，关阀时间和水泵惯量对管道正压有调节作用但是对管道负压的调节作用很小。
该模拟分析结果可以缩短泵站和输水管线的设计时间，优化供水工程的投资建设，为泵站和长距离输水管线的安全运行和优化设计提供技术依据。
关键词长距离输水停泵水锤模拟分析防护措施1 引言水锤分析是基于一种水中压力波传导理论的非稳态瞬变流分析技术，对于各种管路系统在水流突变状况下的安全防护具有重要意义。
对于静扬程高、距离长、管道起伏频繁、流速大的长距离输水管线系统而言，在突然停泵、启泵、关阀、开阀等过程中，由于操作不当、防护设施配置不合理或失效等原因引起管路中水流的瞬间急剧变化。
因为管道较长，管线前面的水流速度还是正常的供水流速，而水泵处的水流速度会减小直至为零，因此管线中的水柱会被拉断，产生真空负压；当管道中水柱流速下降，会在自身的重力和负压吸引力的双重作用下产生水柱撞击，形成水锤。
当这种局部压力骤升或突降超过管材、阀门、水泵等设施的承受能力时，就会造成管道爆裂、变形、水泵电机损坏等灾难性事故。
因此，对于长距离输水管线要求必须进行水锤计算分析。
当前，随着水资源短缺和地域分布不均加剧，长距离输水项目建设日益增多，且大多具有距离长、口径大的特点，随着输水距离的增大，沿途地形、地质等也呈日益复杂化趋势。
通过计算机模拟不同工况条件下的的管道压力变化，针对模拟分析结果采取相应的防护措施，确保了供水系统的安全稳定运行。
本文依托某电厂的用水管线，模拟分析了排气阀的设置，水泵的关阀时间，水泵惯量及液压气动罐位置对管线瞬变流动压力波的影响。
关于停泵水锤的分析及防护
关于停泵水锤的分析及防护摘要：介绍了停泵水锤的危害及其防护措施，并且介绍了在具体的技术条件下，通过电算法这种水锤计算来正确进行停泵水锤分析、判断停泵水锤危害，从而采取有效地防护措施来消除其危害。
关键词：停泵水锤防护措施特征线法随着城市化建设的进展，各类泵站也日益增多，而如何保证泵站及管路系统安全运行，免遭水锤破坏，越来越重要。
在压力管流中因流速剧烈变化引起动力转换，从而在管路中产生一系列急骤的压力交替变化的水力撞击现象，称为水锤现象。
水锤是流体的一种非恒定流动，及液体运动中所有空间点处的一切运动要素（流速、加速度、动水压强、切应力和密度等）不仅随空间位置而变，而且随时间而变。
1. 停泵水锤的危害在安装有离心泵的水泵站中，因突然事故断电或其他原因而突然（开阀）停泵时，则在压水管内首先产生压力下降；随后视流速大小及管路系统情况而产生程度不同的压力上升，即停泵水锤。
泵站中发生水锤事故的现象，较为普遍，其中以地形复杂、高差起伏较大的我国西北、西南地区，尤为突出。
根据以前各地区有记录的水锤事故调查可看出：泵站中多数水锤事故的结果是轻则水管破裂，止回阀的上顶盖或壳体被打坏大量漏水，造成暂时供水中断事故；重则酿成泵站被淹没，泵船沉没等严重事故。
个别的，还因泵站水锤事故，造成冲坏铁路路基、损坏设备、伤及操作人员造成人身伤亡等次生灾害。
在农田灌溉泵站中，常因扬程高、流量及功率较大，故其水锤危害及影响毫不亚于给水工程系统，人们还特别将泵站水锤的危害列为泵站三害（即水锤、泥砂、噪声）之一。
2. 停泵水锤防护措施泵系统中停泵水锤这一水力过渡是由降压开始的。
因此，目前已有多种防护措施来解决这类由降压波的发生与传播开始的水锤升压问题，其出发点多数是建立在对停泵水锤危害的早期防治上并大致可归纳为四种类型：2.1 注水（补水）或注空气（缓冲）稳压，从而控制住系统中的水锤压力振荡，防止了真空和断流空腔再弥合水锤过高的升压。
属于这种类型的有（双向）调压塔、单向调压塔或单向调压（水）池、空气罐以及注空气(缓冲)阀等。
水锤泵计算公式
水锤泵计算公式
水锤泵计算公式是根据水锤现象以及流体力学原理推导得出的。
水锤现象是指在流体中运动的突然停止或改变方向时，流体产生的压力冲击波导致系统内部产生振荡和压力变化的现象。
在水锤泵系统中，假设管道长度为L，对应的传递时间是t，水锤泵的流量Q，开关阀门的关闭时间为Tc，管道内径为d，管道内壁摩擦阻力系数为f，根据水锤泵系统的计算公式可以得出：
1.水锤泵系统的流速：
v = Q / (π * d^2 / 4)
2.水锤泵系统的传递时间：
t = L / v
3.水锤泵系统的惯性力：
F = (Q * v) / g
4.水锤泵系统的水锤压力：
P = F / (π * d / 2)^2
5.水锤泵系统的水锤冲击压力：
Pc = P * (1 + f)
6.水锤泵系统的关闭时间：
Tc = t + (2 * d * f) / v
这些公式可以帮助工程师和设计师计算水锤泵系统中各种参数的数值，以便合理设计和优化系统结构，避免水锤现象对系统造成的损坏和压力波动。
在实际应用中，可以根据具体情况适当拓展和修正这些公式，考虑更多因素的影响，如管道材料的弹性系数、阻流器的阻尼效果等。
对于水力系统中的水锤问题，还可以利用数值模拟方法，通过计算流体动力学软件模拟流体的运动和压力变化，进一步优化系统设计和运行参数，使得系统更加稳定和可靠。
停泵水锤的计算方法详解
停泵水锤的计算方法详解停泵水锤计算及其防护措施停泵水锤是水锤现象中的一种，是指水泵机组因突然断电或其他原因而造成的开阀状态下突然停车时，在水泵及管路系统中，因流速突然变化而引起的一系列急剧的压力交替升降的水力冲击现象。
一般情况下停泵水锤最为严重，其对泵房和管路的安全有极大的威胁，国内有几座水泵房曾发生停泵水锤而导致泵房淹没或管路破裂的重大事故。
停泵水锤值的大小与泵房中水泵和输水管路的具体情况有关。
在泵房和输水管路设计时应考虑可能发生的水锤情况，并采取相应的防范措施避免水锤的发生，或将水锤的影响控制在允许范围内。
我院在综合国内外关于水锤的最新科研成果并结合多年工程实践的经验，以特征线法为基础开发了水锤计算程序。
这一程序可较好地模拟各种工况条件下水泵及输水管路系统的水锤状况，为高扬程长距离输水工程提供设计依据。
1 停泵水锤的计算原理停泵水锤的计算有多种方法:图解法、数解法和电算法。
其基本原理是按照弹性水柱理论，建立水锤过程的运动方程和连续方程，这两个方程是双曲线族偏微分方程。
运动方程式为：连续方程式为：式中H ——管中某点的水头V——管内流速a——水锤波传播速度x——管路中某点坐标g——重力加速度t——时间f——管路摩阻系数D——管径通过简化求解得到水锤分析计算的最重要的基础方程：H-H0＝F(t-x/a)+F(t+x/a) (3)V-V0＝g/a×F(t-x/a)-g/a×F(t+x/a) (4)式中F(t-x/a)——直接波F(t+x/a)——反射波在波动学中，直接波和反射波的传播在坐标轴(H，V)中的表现形式为射线，即特征线。
它表示管路中某两点处在水锤过程中各自相应时刻的水头H与流速V之间的相互关系。
为了方便计算机的计算，将上述方程组变换为水头平衡方程和转速改变方程，即成事故停泵时水泵的两个边界条件方程式：F1＝PM-BQv+H n(β2+v2)(A0+A1x)-ΔH0v2/(τ2)＝0 (5)F2＝(β2+v2)(B0+B1x)+m0-C3(β0-β)＝0 (6)式中β——N/N n(实际转速/额定转速)v——Q/Q n(实际流量/额定流量)通过上述两式的联立，采用牛顿—莱福生迭代公式，可以解出v和β的近似数值。
供水管道系统水锤分析及防护措施
供水管道系统水锤分析及防护措施摘要：水锤现象是引发城市供水系统设备损坏以及管道破裂的根本原因之一，对于水锤现象的防护一直都是供水管道系统设计与建设需要考虑的重点问题。
本文作者根据自身研究水锤现象多年的实际经验，对供水管道系统水锤分析及防护措施展开了深入的调研与分析，并给出有效的防护措施，希望能对相关行业起到一定的促进作用。
关键词：供水管道；水锤分析；防护措施引言：在进行水锤防护措施的分析时，首先应该对于供水管道系统水锤现象入手，找到水锤现象发生的具体原因，根据不同原因针对性设置对应的水锤防护措施，进而使水锤现象能够得到有效的控制，提升供水管道系统的安全性与稳定性。
一、供水管道系统水锤现象的分析在供水管道系统运行的过程之中，如果出现了不可预测性的停电现象，或者给水阀门的关闭速度过快时，就会由于水流压力的惯性产生一道非常猛烈的水流冲击波，该冲击波产生而发出的声音类似于锤子在进行敲打的声音，这就是我们所说的水锤现象。
水锤现象产生的应力极大，有时候有着很强的破坏力，严重时甚至会破坏供水系统的阀门或者水泵。
水锤效应是指水在供水管道的内部，由于供水管道内壁过于光滑，所以水流较为自如，而当管道阀门突然关闭时，水流的流动会发生方向性的紊乱，从而产生内部应力，对于阀门会产生一个压力，由于供水管网的内壁过于光滑，水流在惯性的作用下应力迅速达到最大化，从而产生了强大的破坏作用，这种破坏作用在流体力学之中被称为水锤效应，也就是我们常说的正水锤。
在进行供水管网供水管道的建设之中，必须要考虑到水流的水锤现象。
与正水锤相对的是负水锤，是因为关闭后的阀门突然打开而造成的水锤现象，这种水锤现象与正水锤现象相比破坏力较小，但也存在着一定的破坏力。
如果供水管道系统的电动机组突然启动，也会引发压力的冲击现象以及水锤效应，这种压力增大而产生的冲击波会沿着管道进行传播，非常容易造成管道内部的压力超过负荷，导致管道碎裂以及供水设备的损坏现象，因此，在供水管道系统的修建之中，对于水锤效应的防护也就成为了关键性技术之一[1]。
停泵水锤的基本理论及计算方法
停泵水锤的基本理论及计算方法一、停泵水锤的基本理论在压力管流中因流速剧烈变化引起水分子动量转换，从而在管路中产生一系列急骤的压力交替变化的水力撞击现象，称为水锤现象。
它是流体的一种非稳定流动，在液体运动中所有空间点处的一切运动要素不仅随空间位置而改变，而且随时间而改变。
水锤可从多个方面进行分类，根据不同的划分方法分为以下四种：(1)直接水锤和间接水锤；(2)起泵水锤、停泵水锤和关阀水锤；(3)刚性水锤和弹性水锤；(4)无水柱分离产生的水锤和水柱分离产生的水锤。
停泵水锤是指水泵机组因突然断电或其他原因而造成开阀突然停车时，在水泵及管路系统中，因流速突然变化而引起一系列急骤的压力夺替升降的水力冲击现象。
停泵水锤发生的主要特点是：突然停泵后，水泵由稳态进入水力过渡过程，主动力矩的消失使水泵机组失去了正常运转时的力矩平衡状态，在惯性的作用下继续保持正转，但转速降低。
广一水泵机组突然降低的转速导致压力降低和流量减少，所以压力降低先在泵站处产生。
此降压波由泵站及管路首端向管路末端的高位水池传播，并在高位水池处产生升压波，此升压波由高位水池向泵站及管路首端传播。
压力管路中的水，在停泵后的最初瞬间，主要依靠惯性作用，向高位水池以逐渐减慢的速度继续流动，在重力和阻力的作用下，使其流速降低至零，但这样的状态是不稳定的；管路系统中的水因重力水头的作用又开始向水泵站倒流，且速度逐渐增大，以后的技术特点，由水泵压出口处不同的边界条件来决定。
水柱分离产生的水锤现象，是指在管路系统中出现了大空腔，当大空腔溃灭，即两股水柱重新弥合时，大空腔内的水蒸气会迅速凝结，两股水柱互相猛烈碰撞，造成升压很高的断流弥合水锤现象。
关于水柱分离产生的原因，有两种论点，分别为：“拉断说”和“汽化说”。
“拉断说”认为：当水锤波在管路系统中传播时，水体质点呈现出周期性的疏密变化，水体质点群时而受压，时而受拉，由于水体的承拉能力非常差，当承受不住拉力时，连续水柱就会断裂，并彼此分离开，产生一些大空腔，破坏了水流的连续性，造成水柱分离。
长距离输水水锤计算的方法与计算公式
长距离输水水锤计算的方法与计算公式水锤压力的作用原理──管路内的水系统，系统内任一点水压力的瞬间变化，造成整个水管路系统的压力巨变。
改善与防止(1).改善─系统的压力变化幅度降低，压力变化时间延长水锤压力是以sin,或cos函数曲线变化，说明如下：1. F 大，则T 小2. F 小，则T 大→ 上图中蓝色曲线是改善的方法。
降低瞬间压力升降的F值，延长水锤压力作用的时间管路必须做应力分析，从应力分析曲线选择安装水锤压力吸收器。
如果随便找个地方安装，毫无学问与专业，就不必念书了。
(2)防止─ 从管路设计开始，管路系统平衡的设计，管路材料的选择，‧‧‧等管路材料的选择是唯一最正确的防止方法。
Vw = 1/n ×√K/PTc ＝2L / Vw△Hfr ＝Vw ×△Vr /g其中，n= √ 1+ ID × K / E × SP或n= 1+ √ ID×K×(1.25-μ)/ E×SP上项方程式中ID 管的内径SP 管的厚度E 管材料的弹性系数μ Poisson 常数K 流体的buckling valueP 流体密度Tc 水锤发生的时间L 管路长度瞬间最大压力由以上的数学方程式，管子的材料选择100%掌控值的大小。
这个=F，愈小愈好；愈大愈不好。
上图中的F就是。
如果有需要可与我联系。
该系统不但可以降低噪音到50db以下，也可以防止水锤造成的噪音与管路的伤害。
缴税款。
纳税人未按照规定期限缴纳税款的，扣缴义务人未按照规定期限解缴税款的，税务机关除责令限期缴纳外，从滞纳税款之日起，按日加收滞纳税款0.5‰的滞纳金。
泵系统不同出流方式下的水锤计算分析
泵 系统在 自由出流 方式与 淹没 出流方 式 的水 力过 渡过
程 进行计 算分 析 。
２ 泵站基 本资料
某泵 站安 装 ｌ ２台 离 心 泵 ，每 ３台水 泵 为 一 组 ， 构成 １ 泵系统 ，泵 站共 由 ４个泵 系统 组成 。每个 泵 个
系统 由 ３台水 泵采 取 “ 管 三机 ” 合 输 水 方 式 ，每 一 联 台泵 出水 支管上 安装 一只 液控蝶 阀 。
ｌ ｐ ｖ ｌｅ ｏ ｉ—ｎ ｅ ａｖ ｒ ｏ ｅ ｅ ｓ ｒ ｏ ｂ ｎｓａｌ ｄ ｉ ｕｍｐ ｓ ｓｅ ｆａ ａｖ ｒａ ｒｉｌ ｔｖ ｌｅａ ｅ ｎ ｔｎ ｃ ｓ ａｙ ｔ ｅ ｉ ｔｌｅ ｎ ｐ ｙ ｔ ｍ．Ｈｏ ｖ ｒ ｌｒ ｎ ｒ ｙｗｉ ｅ ｌｓ ｙ ｔ ｒ ｅｏ ｔｌｗ ｗｅ ｅ ，ｎｏ ｅｅ ｅ ｇ ｌ ｂ ｏ ｔｂ ｈｅｆｅ ｕｆｏ ｌ
写 自由出流下 出水管 出 口断 面节点 方程 。 泵系统 自由出流 时 出水 管 出 口断面 以上为 自由出
浅析长距离输水管道停泵水锤的简易算法及防护
ＷＡ Ｎ Ｇ Ｂ ａ ｏ ｑ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｋ ｕ ｎ ， Ｚ Ｏ Ｕ Ｊ ｉ ａ ｎ ｗ ｅ ｉ
【 摘
２ ５ ０ ０ １ ３ ）
要】 南水北调 配套 续建工程 贾庄 至卧虎 山水库 输水工程 采用水锤压 力简 易算 法对工程 设计方案进 行合理
比选 ， 并计算 了泵站停 泵水锤 的最大特征值及特征桩 号， 为管道水锤 防护措施提供依 据 ， 在 实践 中取得 了良好 的效
果， 具 有 一 定 的理 论 与 实 践 意 义 。
【 关键 词】 长距 离供 水管道 ； 停 泵水 锤 ； 简 易算 法；防护措施
中图分类 号 ： Ｔ Ｖ ６ ７ ２＋ ． ２
文献 标 志码 ： Ａ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ５ － ４ ７ ７ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ — ０ ０ ３ １ － ０ ９
Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ａ ｎ ｄ ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌ ｏ ｎ ｇ－ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎｃ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ
ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｖ ａ ｌ ｕｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｐｉ ｌ ｅ ｎｕ ｍｂｅ ｒ ｏ ｆ ｐ ｕｍｐ — ｓ ｔ ｏ ｐ ｐｉ ｎｇ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｈ ａ ｍ ｍｅ ｒ ｉ ｎ ｐ ｕ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｈ ａ ｍｍｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｊ ｉ ａ ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ — ｔ ｏ — Ｗｏ ｈ ｕ ｓ ｈ ａ ｎ Ｒｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ Ｗａ ｔ ｅ ｒ
长距离输水管道的关阀水锤数值模拟与分析
长距离输水管道的关阀水锤数值模拟与分析摘要：以《鄂北工程襄阳某分水口配套工程》为例，对该工程的输水管线关阀水锤进行数值计算，分析关阀水锤对输水系统的影响并提出相关防护措施建议。
关键词：水锤；水锤计算；关阀水锤；分析建模1概述鄂北工程襄阳某分水口配套工程由鄂北工程XX分水口取水，向XX水库供水，设计流量0.8m3/s，输水管线总长19.82km，单管布置，管材主要采用K9级DN1200球墨铸铁管，全线采用有压重力流输水。
为保证管线运行安全，有必要对管道末端闸门关闭产生的关阀水锤进行分析。
根据《给水排水设计手册》5.5节，对于关（开）阀产生的水锤，与关（开）阀时间有关，可分为直接水锤（）和间接水锤（）。
直接水锤危害极大，输水系统需要控制阀门启闭时间，杜绝发生直接水锤。
目前相关文献及规范均有提供直接水锤的简化计算公式，但仅限于阀前，对管道沿线的水锤情况无法计算，同时这些公式无法直观反映出关阀规则对水锤压力产生的影响。
本论文旨在通过数值计算，分析关阀规则对输水管线沿线水锤压力的影响，并给出减小直接水锤压力的建议。
2计算方法及计算模型2.1计算方法本文采用美国BENTLEY公司的水锤计算软件Hammer V8i，通过建立管线水锤计算模型，输入相关参数（包括初始条件和边界条件），经过一系列的试算和调试，分析影响关阀水锤的因素。
2.1计算条件（1）设计流量：0.8m3/s（2）管线高程特性：取水点鄂北工程XX分水口，计地面高程114.43m，管中心线高程111.43m，引水管水头135.64m。
受水点xx水库，管道末端设计地面标高97.54m，管中心线高程96.50m，水库水位标高97.33m。
管道主要采用K9级球墨铸铁管，管线长20.46km，管径为DN1200。
管道敷设方式为全线地埋。
（3）相关参数的选择与设置：1）水锤波波速a按照《给水排水设计手册》（第三版）5.5.1.2节，水锤波传播速度a可按下式计算：经计算，本项目a=1068.74m/s。
长距离重力输水管道水锤计算分析及防护
长距离重力输水管道水锤计算分析及防护作者：冯淑萍姚青云来源：《经营管理者·中旬刊》2017年第12期摘要：长距离管道输水管道阀门的关闭时间对管道各断面的压力变化影响很大，合理确定阀门的关闭时间对确保管道安全，降低工程建设投资有着十分重要的意义。
本文以长距离重力输水管道为例，采用水锤特征线法建立了长距离重力输水模型，通过计算提出了该工程末端管道阀门的合理关闭时间，为工程设计提供了理论依据。
关键词：长距离管道重力输水水锤计算一、引言宁夏中部干旱，是国家重点扶贫地区，近年来，修建了很多长距离输水工程，用以解决这一地区人畜饮水安全及脱贫致富问题。
长距离输水工程因管线长、地面起伏大，在正常的关阀过程中管道各断面会产生很大的水锤压力。
因此，合理确定长距离输水管道末端阀门的关闭时间，对确保管道的安全运行、合理确定管道承压、降低管道投资都有着十分重要的意义和工程应用价值。
二、水锤特征线法基本原理特征线法基本原理是将以偏微分方程表示的水锤基本方程组，转化为在特征线上的常微分方程，用差分法求解常微分方程。
根据正特征方程可解出Hp。
3.阀门关闭规律。
阀门线性关闭，当t=0时，阀门全开时τ0=1；关阀时间t=ts时，阀门全关，τ=0。
变化规律为：四、工程实例宁夏中部干旱带某长距离重力输水工程，输水管线长19200m，设计管径DN900，输水流量0.8m3/s，在输水管道末端安装电动蝶阀，输水流量进行控制。
对于重力输水工程，管道末端的阀门关闭时间对管道压力的变化影响很大。
因此，合理确定阀门的关闭时间，对输水管道的管压确定和确保本工程的安全运行十分重要。
根据该工程的管线布置和边界条件，利用水锤特征线法对不同关阀时间管道压力的变化进行分析计算，表1列出了不同关阀时间阀前断面压力变化情况。
计算结果可看出，随着阀门关闭时间的延长沿管道各断面的压力下降，当关阀时间延长在一定时间后，管道各断面的压力变化幅度明显减小。
针对该工程，建议阀门的关闭时间为大于或等于120s较为合理。
停泵水锤的计算原理
停泵水锤的计算原理停泵水锤的计算原理水泵是用于将水或其他液体从低处输送到高处，或从远处输送到近处的机械设备。
水泵系统由许多不同的部件组成，其中一个重要的部分就是阀门。
阀门的作用是控制水流的流量和方向。
在某些情况下，当阀门突然关闭时，会产生一种称为“水锤”的现象。
水锤是由于突然停止水流而导致的一种瞬间峰值压力。
当水的流动速度被迅速减缓时，水流中的动能会被转化为静能，导致水压突然增加，形成了水锤效应。
这种过度压力可以使管道破裂，阀门关闭，压力表爆炸等，因此需要采取措施来减少或消除水锤。
为了避免水锤，我们需要计算水锤的产生和消除所需的时间，并采取相应的措施。
通过计算，我们可以确定水锤的大小和持续时间，进而采取防止水锤的措施。
水锤计算原理：1. 计算水锤压力：水锤压力的计算是防止水锤的主要措施。
水锤的压力取决于如下因素：- 关闭阀门的速度- 管道长度和直径- 管道内水的流速- 阀门的尺寸和类型- 水的密度和粘度2. 计算水锤时间水锤的时间取决于以下因素：- 关闭阀门的速度- 管道长度和直径- 管道内水的流速- 阀门的尺寸和类型3. 计算水锤产生的力水锤产生的力可以用以下公式计算：F = ΔP × A其中，F是水锤产生的力；ΔP是水锤产生的压力；A是阀门的内径。
4. 采取措施为了避免水锤，可以采取以下措施：- 安装减压阀：通过降低压力来减少水锤效应。
- 安装吸声器：吸收水锤的能量，减少其压力。
- 增加开关阀门速度：减少水锤的产生时间。
- 使用防水锤措施：使用相应的水平面处理装置防止水流势能产生水锤效应。
- 更换阀门类型：更换可控制水流速度的阀门来降低水锤效应。
总结：水锤是由于阀门关闭后产生的瞬间压力峰值，当水流中的动能被迅速转化为静能时产生。
为了减少或消除水锤，需要计算水锤的大小和持续时间，并采取相应的措施。
采取措施的方法包括安装减压阀，安装吸声器，增加开关阀门速度，使用防水锤措施和更换阀门类型等。
单水源城市给水管网停泵水锤模型计算研究
随着城市化进程的加速发展，人们的生活和工作对于水资源的需求越来越大。
而在城市中，水资源的供应离不开给水管网。
由于给水管网在运行过程中受到各种因素的影响，会产生一些不定期和突然的液压冲击，也就是所谓的“水锤”。
水锤会对管道和设备造成严重的损害，甚至引起事故，因此如何减少水锤的发生，保护管道和水厂设备，成为当前给水工程领域的一个热点问题。
本文以单水源城市的给水管网为研究对象，探究停泵对于水锤的影响，建立水锤模型，并进行计算分析的研究。
一、给水管网介绍单水源城市的给水管网是指只有一条水源来满足居民用水的城市。
给水管网的主要组成部分包括水源水厂、输水管道、配水管道和用户的水龙头等组成部分，其中输水管道是给水管网中输送大量水资源的主要承载体，而配水管道则起到从输水管道引流分配到用户的作用。
二、水压冲击及水锤产生机制在给水管网中，水流是一个复杂动态系统，其中存在压力波、液位波和流量波等一系列波动。
当水流发生变化时，会给管道和设备带来一定的压力和冲击力，当这些冲击力超出了管道和设备承受范围时，就会造成水压冲击，也就是所谓的“水锤”。
水锤的产生机制非常复杂，通常有以下几种情况：1、管道停泵或切换当管道停泵或切换时，由于水流的惯性，导致管道内的水流速度和压力的快速变化，从而产生一定的压力冲击和液压波。
2、管道突然关闭当管道突然关闭时，由于水流速度突然变成零，水体能量会瞬间转化为压力能和弹性能，这种能量释放会形成一定的液压冲击力和压力波。
3、管道空气隔离不完全当给水管道中存在空气，管道中的水流运动就会受到空气影响，易产生压力波和液压冲击。
同时，在管道系统中，坡度的变化会影响水的流速，这也是造成液压冲击的原因之一。
三、水锤模型建立及计算方法为了研究管网停泵水锤现象，我们建立了一个水锤模型：假设给水管道的长度为L，管径为D，管壁粗糙度为ε,流量为Q，管道的自由表面为y(x)，水厂水源高度为H，地面高度为h0。
在给水管道上游突然关闸停泵时，产生一定的压力波向下游传播，会产生液压冲击。
长输供热闭式管网停泵水锤计算分析
长输供热闭式管网停泵水锤计算分析目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2研究的意义 (1)1.3国内外研究综述 (3)1.4本文研究的主要内容 (5)第二章供热闭式管网停泵水锤计算基本理论 (7)2.1停泵水锤基本理论 (7)2.1.1停泵水锤的定义 (7)2.1.2水锤波的波速 (7)2.1.3停泵水锤的特点 (7)2.1.4有压管道中气液两相流的流态及气囊的危害 (8) 2.1.5水柱分离与断流再弥合水锤 (9)2.1.6停泵水锤升压的原因 (10)2.1.7停泵水锤的危害 (11)2.2停泵水锤计算原理 (11)2.3常见边界条件分析 (16)2.3.1 管路内部阀门的边界条件 (16)2.3.2 串联管路连接点的边界条件 (17)2.3.3 枝状管网的连接点 (18)2.3.4 管路内的离心泵 (19)2.3.5 离心泵的启动 (20)2.3.6 蒸汽型断流弥合水锤的边界条件 (20)第三章长输供热闭式管网停泵水锤防护措施选择 (23) 3.1长输供热闭式管网停泵水锤防护措施介绍 (23) 3.1.1缓闭止回阀 (23)3.1.2超压泄压阀 (26)3.1.3空气罐 (28)3.1.4装有止回阀的旁通管 (30)3.1.5调压塔 (32)3.2长输供热闭式管网停泵水锤防护措施选择 (36)第四章供热闭式管网停泵水锤计算 (39)4.1供热闭式管网停泵水锤计算特点 (39)4.2供热闭式管网水力计算 (39)4.3供热闭式管网突然停泵处边界条件 (40)iv4.3.1改造水泵全面性能曲线 (40)4.3.2事故停泵的边界条件 (47)4.3.3水力过渡过程中泵处状态参数的计算 (51)第五章供热闭式管网停泵水锤防护工程实例 (55)5.1工程概况 (55)5.2参数的确定 (57)5.3瞬变流水锤计算与分析 (59)5.3.1设置缓闭蝶阀、旁通管水力瞬变分析（两台循环泵全停）(59)5.3.2设置缓闭蝶阀、旁通管水力瞬变分析（停一台泵时） (62)5.3.3设置缓闭蝶阀、旁通管、箱式双向调压塔水力瞬变分析 (65)结论与建议 (71)参考文献 (73)攻读学位期间取得的研究成果 (75)致谢 (76)v第一章绪论第一章绪论1.1课题背景1877年，第一个集中供热系统在美国建立，从那以后，集中供热成为西欧国家普遍接受的供热方式，集中供热由于其便捷性和经济性被广泛接受。
210970799_浅谈高寒地区长输供热管网水锤分析及防护措施
- 133 -工 程 技 术0 引言在我国“3060”双碳行动的背景下，统筹城市周边大型热电厂资源实现长距离供将成为我国北方地区清洁取暖的主旋律，今后的长输供热管网将向着复杂化、大规模的方向发展，具有大温差、大高差、大管径、长距离等特点，这也大大增加了供热管网水锤发生的概率，水锤的破坏力也大大提高。
在供热长输热水管网大规模建设下，如何保障长输供热热水管网安全地运行，免受水锤影响，是该报告的研究内容。
在热水供热系统中，水击现象会影响系统安全运行，必须采取积极的安全措施，防止水击现象发生。
水击现象最容易出现在停泵、再起泵过程及事故停电或阀门开闭不当等情况下。
特别是输送介质温度高、输送距离长、落差大的管网，更应采取措施，防止水击现象发生，尽量减少水击危害。
该项目所在地为呼伦贝尔市，处于高纬度、高寒地带，冬季最低温度在-31 ℃以下，年平均气温为-5 ℃~-1 ℃。
长输供热管网的安全性显得尤为重要。
由于管网长度46 km、地形高差89 m，工程供热规模大，供热距离长，供热管径大，技术难度大，安全要求高，因此应避免管网在事故工况时的压力瞬变出现水击现象。
1 项目概况根据项目的可行性研究，该项目采用大温差供热技术，供回水温度130/40℃，设计压力2.5MPa，管径为DN1200，材质Q235B。
从供热首站至隔压站管线总长46km，高差89m，以直埋敷设方式为主，局部特殊路段采用顶管敷设的方式[1]。
供热管网系统如图1所示，该长输管线设置1座供热首站与1座隔压站，采用4组水泵加压的方式输送热水。
项目正常运行状态时对主管线水压进行计算，长输热网循环水量为6880 t/h，采用管径2×DN1200(一供一回)。
2 水锤现象的危险性在输送水（或其他液体）的过程中，当阀门突然开启或关闭，遇到水泵突然停车等非稳态工况时，水流速会突然发生变化，由于流体的惯性作用，因此管道内流体的压力急剧变化，产生大幅度压力波动的现象，该现象称为水击（也叫水锤）或水力瞬变过程。
长距离输水管水锤计算实例 汤凯琳
长距离输水管水锤计算实例汤凯琳发表时间：2019-06-20T10:20:57.667Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：汤凯琳[导读] 摘要：通过工程实例对大口径，长距离输水管道水锤计算及水锤消除措施进行分析。
广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院广西南宁 530000摘要：通过工程实例对大口径，长距离输水管道水锤计算及水锤消除措施进行分析。
关键词：长距离输水管道；水锤计算；阀门设置1、前言水锤：由于外界原因（如阀门突然关闭，水泵机组突然停车），使压力管道中水流速剧烈变化，从而在管路中产生一系列急骤的压力交替变化的水利撞击现象称为水锤现象。
水锤效应有极大的破坏性：当压力过高时造成管道破裂，压力过低（负压）时造成管道瘪塌，还会损坏阀门和固定件。
根据《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程》（CECS 193：2005）需对大型长距离输水管线工程进行水锤分析和防护设计。
水锤防护控制标准：①最大压力控制标准：根据《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程》（CECS 193：2005）6.1.4 条“水锤防护措施设计应保证输水管道最大水锤压力不超过1.3 ～1.5 倍最大工作压力”。
②最小压力控制标准：根据《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规程》（CECS 193：2005），对管线负压值没有做出明确数值规定，但是在第6.3.2 条第3点提出：“在突然停泵过程中输水管道出现负压的部分，宜采取消除负压措施及其效果计算”。
下面以北海备用水源为例，简单分析城镇供水大口径长距离输水管水锤分析及计算。
2、工程概况北海备用水源工程，水源为北海市合浦县洪潮江水库滚水坝水域，水库死水位为21.13m，取水口底高程为19.75m，供水至北海市北郊水厂，管道直接接入水厂絮凝反应沉淀池。
该工程日供水量为16.5万m3/d，输水线路总长32.12km，输水管道采用2根管径为DN1200的球墨铸铁管。
输水线路整体呈两端高中间低，最低点高程约3m，沿线地势比较平缓。
供热管网停泵水锤及水泵旁通管选择分析
供热管网停泵水锤及水泵旁通管选择分析瞬变流动是供热管网中普遍存在的流动状态。
如果瞬变流动剧烈以致系统发生事故的话,大则影响了正常的供热,对人民生活造成了危害,严重的浪费了水资源和热资源;小则造成供热系统的漏损,增加了系统的补水量,使供热系统运行不稳定,所以对供热管网的瞬变流动分析是很有必要的。
通过数值模拟方法分析供热管网的瞬变流动工况,对研究供热管网的具体水锤防护措施有参考价值和指导意义。
瞬变流动分析数值模拟方法的基础是特征线法,这种方法发展于十九世纪中叶,成熟于上世纪初,发展到现在已经相当完善成熟。
该法理论严谨、物理意义明确、便于计算机编程、计算精度高。
此方法被广泛的应用于给水管网、供热管网、燃气管网、长距离输油管线等有压工业管道中。
特征线法的成熟应用为供热管网的瞬变分析提供了基础保障。
本文在瞬变流理论的基础上,根据供热管网的结构特点,对供热管网的模型进行了简化,提出了便于瞬变流分析数值模拟的简化模型。
本文应用C++语言编程,结合简化模型的边界条件重点对供热管网中的事故停泵水锤进行了数值模拟,分析了系统中无旁通管及有旁通管的情况下发生事故停泵水锤时的管线压力状态。
经过比较发现,水泵处的旁通管装置对削减供热管网水锤的影响有显著的作用,并且当旁通管选择不同管径时,对供热管网水锤的削减作用不同。
同时,本文对供热管网旁通管不同管径时的情况进行了数值模拟,通过比较不同管径下的模拟结果发现,大管径对减小水锤压力有很大作用,但考虑到经济性和止回阀的正常开启作用,不宜选用过大直径的旁通管。
并且确定了某一系列管网的旁通管直径的选用原则,对供热管网系统设计有一定的参考价值。
泵站水锤计算书
2水泵压水管管长…………………………………………L 压= 《取水输水建筑物丛书：泵站》 （邱传忻 编）δ--管壁厚度，mm。
1）计算平均流速4 计算管道常数2ρ水锤波传播速度计算表2 设计基本资料水泵总扬程……………………………………………… H n =329.00m 管道设计管径………………………………………………D= 管道设计流速………………………………………………V=计算停泵水锤的简易算法（福泽清治） （2）参考资料：《水泵及水泵站》 （王福军 编）1 设计依据及参考资料250mm 0.85m/s （1）设计依据：《泵站设计规范》（GB/T 50265-97） 管道设计流量………………………………………………Q=150.000m³/h 管道设计长度………………………………………………L=9150.000m D--水管的公称直径，mm；6mm3 计算水波传播速度a计算公式：10.0m 管壁厚度………………………………………………… δ= 管道采用的管材为铸铁管则填1；钢管则填2。
水泵压水管流速…………………………………………v 压= 1.64m/s式中 a--水锤波的传播速度，m/s； k--水的弹性模量，k=2.06×109Pa；E--管材弹性模量，Pa。
铸铁管k=9.8×1010Pa；钢管k=20.6×1010Pa； 计算公式：水泵压水管管径…………………………………………D 压=180mm δD E k a ∙+=11435水泵效率………………………………………………… ηn =74.0% 式中： K--水泵的惯性系数，s -1； N n --水泵转速，r/min；P n --水泵轴功率：P n =ρgQ n H n /（1000ηn ），kW； M n --水泵转矩：M n =974P n /N n ，kgf·m； ηn --水泵效率；GD²--机组转动部分的飞轮惯量，N•m²。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
长输供热闭式管网停泵水锤计算分析
改革开放后,城镇集中供热系统在我国得到了飞速的发展,并逐渐取代了分散供热系统。
集中供热系统向着大型化、复杂化方向发展,热水供热网的安全和可靠性问题就显得尤为重要。
在长距离输送高温水的集中供热系统中,水锤现象客观存在,在事故时所产生的水锤现象比在低温水系统中更为严重,破坏性更强。
一旦发生水锤事故,不仅会造成管道破裂,造成严重的经济损失,甚至会引起人身伤亡事故。
对热水供热网进行水锤计算,采取有效的水锤防护措施以减少和防止水锤事故的发生,对热水供热网的安全运行有着重要的意义。
本文对热水供热闭式系统中出现的停泵水锤问题进行了详细的分析和研究。
全面介绍了停泵水锤的基本概念、基本理论,对水锤计算中常用的特征线法做了详细的叙述。
对供热闭式系统水锤计算中常用边界条件进行了精确的论述。
分析总结了供热系统中常用的防止和减少水锤的防护措施,详细说明了不同防护措施的结构、防护原理分析以及用于电算时的边界条件。
在论文的最后,以某厂至某矿区供热管网水锤分析为例,借助特征线法,利用C++程序编程,建立了事故停泵时长输供热闭式管网系统的水锤计算模型,模拟计算了在事故停泵时管网的水锤升压情况,同时也模拟了在热水管路系统中加装箱式双向调压塔时采用不同关阀时间和不同关阀角度热水管网的压力变化,最终采取了在热水管路系统计算位置加装箱式双向调压塔作为最优的防护方案。
本文对供热系统在设计时采取合理的防护措施以减少热水供热系统中的水锤问题有一定的参考价值。