冷热水管道中的水锤现象
引起供暖管道水锤现象原因分析及预防措施
引起供暖管道水锤现象原因分析及预防措施近年来，随着城市不断发展，供暖管道的使用越来越普遍，但是问题也随之出现。
其中之一便是供暖管道产生的水锤现象。
水锤现象所带来的危害越来越明显，因此深入了解其原因和预防措施就显得尤为重要。
这篇文档将对水锤现象的原因进行分析，并提出预防措施，以期对相关工作者和群众提供帮助。
一、水锤现象的原因1.供水压力不稳定造成水锤电梯式供水系统的压力不稳定，不仅会影响到用户的正常生活用水，还可能会导致供暖管道水锤现象的出现。
因为当管道内的水流动速度突然发生变化时，会引起管道内产生振动，而且管道内水的冲击力也会不断增大。
当水流速度变化到一定程度时，将会产生水锤现象，造成管道的损坏和噪音干扰。
2.管道设计不合理管道的设计不合理也是产生供暖管道水锤现象的一个原因。
如果管道的走向过于弯曲，管道内的水流就会受到阻碍，流速将会发生变化，产生水锤过程中的高水压和低水压等影响。
如果管道的直径过小，水流速度也相应增加，产生的水锤现象也会更加严重。
3.供水管道维护不当管道内存在污垢等物质，会阻碍管道内水的正常流动，导致管道出现水锤现象。
此外，管道的老化和磨损、密封件的损坏等也会影响管道的运行，从而使水锤现象更加严重。
二、预防措施1.管道设计合理合理的管道设计可以降低水流速度的变化，减少水锤现象的发生。
特别是在设计中应避免过于弯曲的走线，并使用适当的直径管道。
2.供水系统压力稳定供暖管道的水来源是否来自电梯式供水系统，时常检查供水压力是是否稳定，如果有发现压力不稳定即时处理。
3.管道维护保养定期清洗和检查管道，除去其中的污垢和杂物，是降低水锤现象的重要手段。
保持管道的完好和清洁，可以有效减少管道内的阻力和水流速度的波动。
4.采用合适的缓冲装置在管道的关键部位，使用缓冲装置，可以有效减轻水锤现象的影响。
常用的缓冲装置有缓冲垫和阀门等，可以满足不同的使用要求。
综上所述，供暖管道水锤现象对供暖工作的影响十分重大，因此灵活应对，处理妥当，遵循配套维护措施，可以有效地降低水锤现象的发生率，确保供暖工作的正常进行，为我们的生活和工作带来更加舒适的环境。
水锤现象及解决方案
水锤现象及解决方案水锤现象是指在水管路系统中由于液体的流动速度突然改变引起的压力冲击现象。
当液体流速突然减小或停止时，液体中的动能会迅速转化为压力能，导致管道内的压力急剧升高，造成管道震动和噪音，并且可能导致管道破裂。
造成水锤现象的原因可以有多种，包括关闭快门阀或龙头阀时速度太快，泵站停车时突然切断水泵供水，管道阻塞突然消除等。
解决水锤问题的方法也有多种，下面将介绍一些常见的解决方案。
1.安装减压阀：减压阀是一种可以控制管道内液体压力的装置。
通过安装减压阀，可以将管道内的压力稳定在一个合理的范围内，避免压力过高引起的水锤现象。
2.安装减压阀并设置减压缓冲：减压阀的另一种应用方式是在管道中设置减压缓冲器。
减压缓冲器可以通过缓冲液的蓄积和释放，平滑流体压力的变化，减少水锤现象的发生。
3.安装软接头和补偿器：在管道系统中合理安装软接头和补偿器，可以有效吸收由于温度变化和管道运动引起的应力，减少水锤现象的发生。
软接头和补偿器的弹性和柔性可以有效缓冲和分散管道内的压力冲击。
4.安装冲击吸收器：冲击吸收器是专门设计用来吸收水锤冲击的设备。
当水锤现象发生时，冲击吸收器可以通过其内部的空气室吸收和缓解冲击力，并将其释放为稳定的流体压力。
通常情况下，冲击吸收器需要根据具体的管道和工况需求进行设计和安装。
5.控制关闭阀门的速度：关闭阀门时要慢而平稳地关闭，避免突然关闭。
可以使用缓慢关闭装置或控制系统来控制阀门的动作速度，减少水锤现象的发生。
6.增加管道的阻尼：在管道中增加阻尼材料或异材料层，可以有效减少管道震动和噪音，降低水锤现象的发生。
此外，对于一些特殊情况，还可以采取其他措施来解决水锤问题，例如增加管道的直径，调整管道的坡度，安装阀门和阀门组合等。
总之，针对不同的管道系统和工况需求，可以选择适当的解决方案来减少水锤现象的发生。
在设计和安装过程中，需要考虑管道系统的压力稳定性和流体动力学特性，并根据实际情况进行综合考虑和优化设计。
水锤的现象及措施
水锤的现象及措施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，就象锤子敲打一样，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。
当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，会产生一个压力。
由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是流体力学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。
在供水管道建设中都要考虑这一因素。
相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。
电动水泵机组突然停电或启动时，同样也会引起压力的冲击和水锤效应。
这种压力的冲击波沿管道传播,极易导致管道局部超压而造成管道破裂、损坏设备等,故水锤效应防护成为供水工程关键性的工艺技术之一。
水锤产生的条件1、阀门突然开启或关闭；2、水泵机组突然停车或开启；3、单管向高处输水（供水地形高差超过20米）；4、水泵总扬程（或工作压力）大；5、输水管道中水流速度过大；6、输水管道过长，且地形变化大。
水锤引起的压强升高，可达管道正常工作压强的几倍，甚至几十倍。
这种大幅度的压强波动，对管路系统造成的危害主要有：1、引起管道强烈振动，管道接头断开；2、破坏阀门，严重的压强过高造成管道爆管，供水管网压力降低；3、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；4、引起水泵反转，破坏泵房内设备或管道，严重的造成泵房淹没，造成人身伤亡等重大事故，影响生产和生活。
对于水锤的防护措施很多，但需根据水锤可能产生的原因，采取不同的措施。
1、降低输水管线的流速，可在一定程度上降低水锤压力，但会增大输水管管径，增加工程投资。
输水管线布置时应考虑尽量避免出现驼峰或坡度剧变。
停泵水锤的大小主要与泵房的几何扬程有关，几何扬程愈高，停泵水锤值也愈大。
因此，应根据当地实际情况选用合理的水泵扬程。
事故停泵后，应待止回阀后管道充满水再启动水泵。
启泵时水泵出口阀门不要全开，否则会产生很大的水冲击。
什么是压力管道的水击(水锤)现象？有何危害？如何消除？
什么是压力管道的水击（水锤）现象？有何危害？如何消除？
在压力管道中，由于液体流速的急剧改变，从而造成瞬时压力显著、反复、迅速变化的现象，称为水击，也称水锤。
引起水击的基本原因是：当压力管道的阀门突然关闭或开启时，当水泵突然停止或启动时，因瞬时流速发生急剧变化，引起液体动量迅速改变，而使压力显著变化。
管道上止回阀失灵，也会发生水击现象。
在蒸汽管道中，若暖管不充分，疏水不彻底，导致送出的蒸汽部分凝结成水，体积突然缩小，造成局部真空，周围介质将高速向此处冲击，也会发出巨大的音响和振动。
水击现象发生时，压力升高值可能为正常压力的好多倍，使管壁材料承受很大应力；压力的反复变化，会引起管道和设备的振动，严重时会造成管道、管道附件及设备的损坏。
消除或减轻水击危害的基本方法有：
（1） 缓慢开启或关闭阀门；
（2） 尽量缩短阀件与容器间的管道长度；
（3） 止回阀应动作灵活，不应出现忽开忽关现象；
（4） 管道就装设安全阀、空气阀或蓄能器；
（5） 蒸汽管道送汽前要充分暖管，彻底疏水，然后缓慢开启阀门送汽。
水锤现象及解决方案
水锤现象及解决方案概述水锤是一种在管道系统中常见的液压冲击现象，其产生的原因是由于管道中液体流动速度的突变而导致的液体冲击。
水锤现象在工业领域中具有广泛的应用和影响，它可能会导致管道系统的破裂、设备的损坏以及安全事故的发生。
因此，了解水锤现象的机制以及相应的解决方案非常重要。
水锤现象的原理水锤现象的产生是由于管道中流体的突然停止或改变流动方向所引起的。
当流体突然停止或改变方向时，它具有惯性，会继续向前运动。
这将导致压力的快速增加，形成一个冲击波。
这个冲击波将沿着管道传播，并引起管道壁面的振动和应力的集中。
水锤现象对管道系统的影响1.声音和振动：水锤引起的冲击波会在管道系统中产生噪音和振动，影响设备和工作环境的稳定性。
2.管道的破坏：水锤可以导致管道系统的破裂、弯曲或挤压，进而导致泄漏和损坏。
3.设备故障和损坏：冲击波对连接在管道上的设备会产生额外的应力，可能导致设备的损坏和故障。
4.安全隐患：水锤引起的管道破裂和设备故障可能导致液体泄漏，造成员工和设备的安全隐患。
水锤现象的解决方案为了解决水锤现象带来的负面影响，需要采取以下解决方案：1. 装置缓冲器安装装置缓冲器是减轻水锤冲击力的一种常见方法。
这种装置可以通过提供可压缩空间来吸收冲击波的能量，起到缓冲的作用。
装置缓冲器可以是气室或软质管道，它们能够降低水锤引起的压力变化，并减少对管道系统和设备的应力影响。
2. 安全阀和减压阀安装安全阀和减压阀能够有效地控制和调节管道系统中的压力。
这些阀门可以在压力超过安全范围时打开，释放过剩的压力，并保持系统压力稳定。
通过安装这些阀门，可以减少水锤现象的发生和影响。
3. 管道设计和施工合理的管道设计和施工是预防水锤的关键。
在设计和施工过程中，需要考虑流体的速度和流动方向的变化，采取合适的管道直径和角度，避免突然的流动变化。
此外，管道的支撑和固定也需要合理安排，以减少振动和应力的集中。
4. 定期检查和维护定期检查和维护管道系统是预防水锤现象的重要措施。
供热管道工程中预防和处理水锤现象的策略
供热管道工程中预防和处理水锤现象的策略水锤是一个常见却又十分危险的现象，特别是在供热管道工程中。
水锤是指由于流体在管道中瞬间施加或中止加速度所产生的冲击波，它可能会导致管道的破裂和设备的损坏，甚至可能造成人身伤害。
因此，在供热管道工程中，预防和处理水锤现象至关重要。
对于预防水锤现象，以下是一些有效的策略：1. 设计合理的管道系统：在供热管道的设计中，应充分考虑水锤问题。
首先，确定适当的流速和压力，以避免流体在管道中产生过高的加速度。
其次，合理选择管道材料和尺寸，以确保管道的强度和稳定性。
最后，使用合适的阀门和附件，如减压阀、消声器等，来减缓流体的运动速度以防止水锤的发生。
2. 定期检查和维护：供热管道工程中的水锤问题通常是由管道破裂、阀门故障等问题引起的。
因此，定期检查和维护管道系统非常重要。
检查包括对管道和阀门进行视觉检查，以确保没有明显的物理损坏和泄漏。
维护包括紧固和更换松动和磨损的管道连接件，及时修理或更换故障的阀门和附件等。
3. 使用合适的隔离器和减压装置：在供热管道系统中，合适的隔离器和减压装置可以有效地减轻水锤现象。
隔离器是一种用于隔离供热管道系统的装置，能够防止水锤从一个系统传递到另一个系统。
减压装置用于调节和降低系统中的压力，以防止过高的压力对管道造成冲击。
对于处理水锤现象，以下是一些常用的策略：1. 安装缓冲罐：缓冲罐是一种用于吸收和减缓水锤冲击波的装置，通常由一个封闭的容器和一个可扩展的空气腔组成。
当水锤发生时，腔体中的空气能够吸收冲击波的能量，减少对管道和设备的损坏。
2. 安装减压阀和消声器：减压阀可以控制和降低系统中的压力，从而减少水锤的发生。
消声器是一种用于减少噪音和振动的装置，能够通过调节和控制流体的速度和流量来减轻水锤的现象。
综上所述，水锤是供热管道工程中一个常见且危险的问题。
为了预防和处理水锤现象，我们需要设计合理的管道系统，定期检查和维护管道，使用合适的隔离器和减压装置，并采取适当的处理方法，如安装缓冲罐、减压阀和消声器等。
水锤现象的解决方案
水锤现象的解决方案水锤现象是液体在管道中突然停止或改变流动方向时产生的冲击波和压力变化。
这种现象会给管道系统带来很大的损害，因此需要采取措施来解决水锤问题。
以下是一些常见的水锤解决方案：1.装置减压阀：减压阀可以通过减少管道内的流体压力来减轻水锤问题。
当管道中的压力超过设定值时，减压阀会自动打开，释放掉多余的压力，避免水锤现象的发生。
2.安装软接头：软接头是一种具有良好弹性的管道连接件，能够有效地减缓水锤现象的发生。
软接头可以吸收管道内液体流动时产生的压力冲击，并减少压力的突变，从而保护管道系统免受水锤的影响。
3.添加缓冲器：缓冲器是一种能够吸收水锤能量的装置，通常由气囊或液囊组成。
当水锤发生时，缓冲器会吸收冲击波并释放能量，从而平稳地将压力传递到管道系统，避免对管道造成损坏。
4.调整管道设计：在设计管道系统时，可以采取一些措施来减轻水锤现象的发生。
例如，增加管道的直径、改变管道的坡度和曲线半径等，都可以减小液体流动时的阻力和摩擦，从而降低水锤的程度。
5.安装减震垫：在液体流经管道的转弯处和阀门处安装减震垫可以有效地减缓水锤现象的发生。
减震垫能够吸收和分散冲击力，从而减少压力的突变，并降低水锤对管道的影响。
6.改变流体速度：水锤现象通常在液体流速较高时更容易发生。
因此，通过降低液体的流速可以减轻水锤的程度。
可以通过增加管道的直径、改变流体的流量和调整阀门的开度等方式来改变流体的速度。
7.优化阀门操作：阀门的突然关闭或开启是水锤现象的常见原因，因此操作阀门时需要注意避免突然改变液体流动状态。
可以采用缓慢关闭或开启阀门的方式，以减少水锤现象的发生。
8.采用波纹管道：波纹管道具有良好的柔性和弹性，能够有效地吸收和减缓水锤现象的冲击力。
因此，可以考虑在易受水锤影响的管道段上使用波纹管道，以减少水锤的发生和对管道系统的损害。
9.使用减压阀组合：对于大规模的管道系统，可以采用减压阀组合来解决水锤问题。
减压阀组合可以根据管道系统的需求和特点进行设计和安装，以实现减轻水锤的效果。
水锤现象及解决方案
1 水锤现象：当采用异步电机供水时，异步电机在全压走动时，从静止状态加速到额定转速所需时间极短。
这就意味着在极短的时间里，水的流量从零猛到额定流量。
由于液体具有动能和一定程度的压缩性，因此在极短的时间内流量的巨大变化将引起对管道睥压强过高和过低的冲击。
压力冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管道一样，帮称水锤效应。
水锤效应有极大的破坏性：压强过高，将起管子的破裂，反之，压强过低又会导致管子的瘪塌，会损坏阀门和固定件。
2 水锤效应是一种形象的说法。
它是指给水泵在起动和停车时，水流冲击管道，产生的一种严重水击。
由于在水管内部，管内壁是光滑的，水流动自如。
当打开的阀门突然关闭或给水泵停车，水流对阀门及管壁，主要是阀门或泵会产一个压力。
由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，水力迅速达到最大，并产生破坏作用。
，这就是水利学当中的水锤效应，也就是正水锤。
相反，关闭的阀门在突然打开或给水泵启动后，也会产生水锤，叫负水锤，但没有前者大。
3 水锤解决方法。
采用怛压供水，可以通过对时间的预置来延长启动和停车过程。
使动态转矩大为减小，从而从根本上消除水锤效应。
实际上，水锤出现在起泵和停泵两种情况下。
停泵时，如果是扬程很高，泵通过关断电源自然停止，水会逆向砸下来，形成水锤。
解决办法是采用变频器或软起动器，用变频器最好，但如果不需要调速，成本就很高了，用软启动器就可以了。
大多数软启动器具有软起和软停双重功能。
水锤产生的另一个原因是水管中有空气，空气柱在突然降压时会膨胀，推动水柱运动，这样气推水，水推气，形成水锤，形成大的破坏力。
特别是第一次试水，必须排气，排气完了再停水。
水锤效应
水锤效应”是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。
当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力。
由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水利学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。
在水利管道建设中都要考虑这一因素。
相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。
水和其它实用的液体都是不可压缩的，因此施加在液体上的能量会立即传递开去。
当阀门开、关或水泵开、停造成流速的突然变化，则动能转变为弹性能，产生一连串的正负压力波，在管线中来回振动，这就是所谓的水锤。
由此可见水锤的产生，一是由于外加驱动力的突然变化造成的，二是由于运动的液体速度突然变化造成的。
另一种关于水锤效应的说法:异步电动机在全压启动时,从静止状态加速到额定转速,水的流量从零猛增到额定流量.由于流体具有动量和一定程度的可压缩性,因此,在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击,并产生空化现象.压力冲击将使管壁受力而产生噪音,就像锤子敲击管子一样,称为水锤效应.水锤产生的另一个原因是水管中有空气，空气柱在突然降压时会膨胀，推动水柱运动，这样气推水，水推气，形成水锤，形成大的破坏力。
特别是第一次试水，必须排气，排气完了再停水。
所以我们要研究水泵开机和停机时的控制方法，以便避免水锤的产生。
采用具有转矩控制的固态软起动器可以消除水锤，水锤效应的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名系统急剧地停止，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。
水锤现象及处理
一、水锤现象解释
在有压力管路中,由于某种外界原因如阀门突然关闭、水泵机组突然停车使水的流速突然发生变化,从而引起压强急剧升高和降低的交替变化,这种水力现象称为水击或水锤;
因开泵、停泵、开关闸阀过于快速,使水的速度发生急剧变化,特别是突然停泵引起水锤,可以破坏管道、水泵、阀门、并引起水泵反转,管网压力降低等,所以,预防水锤发生极为重要;
二、预防水锤的措施
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；目前经过一些大城市的实验,认为一级泵房可以取消,二级泵房不易取消；取消止回阀时应进行停水锤压力计算,为减少和消除水锤,目前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;
三、水锤效应的危害
水锤效应有极大的破坏性：由于水锤的产生,使得管道中压力急剧增大至超过正常压力的几倍甚至十几倍,其危害很大,会引起管道的破裂,影响生产和生活;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;。
冷热水系统中的水锤现象
冷热水系统中的水锤现象冷热水管道中的水锤现象指管道中的水流在极短的时间内迅速地停止或加速，因此所造成的有力的冲击。
比如说，在迅速关闭水龙头，或水泵起停时，经常听到‘嘭’一声短暂的闷响。
这就是典型的‘水锤现象’。
这种冲击的能量来自于管道内水流速度突然的改变。
‘水锤’这一名词来源于古代的一种兵器‘攻城槌’，它运用于攻克城墙或城门，它造成的冲击力与水锤现象类似。
‘攻城槌’由一个长木棒制成，在木棒的顶端有一个铁锤，它能产生的冲击力大小取决于操作武器的士兵的力量。
（见图1）而水锤力量的大小却由很多因素决定。
管道中静止的水只具有‘潜能’，即由它的定额所决定的能量。
当定额降低并接近海平面时，其潜能减弱并消失。
如果假定海平面为‘0’，高于海平面的海拔高度‘z’,物体质量为m,那么它所具备的能量为mgz：其中‘g’为重力加速度（9.81m/s2）。
如果管道中的水以一定的速度‘v’流动，在潜能上又加入了动能，约为1/2mv2。
这种运行的能量来源于mv,它代表了水的运动量，即组成水的每一滴水的运动量总和。
就如前面提到的一样，当猛然关闭阀门或水泵时，水的流速突然变为零（v=0），其动能也消失（1/2mv2=0）同样它的运动量也消失（mv=0）。
但是，水所具备的能量不可能就这样瞬间溶解，它改变为‘压力波’，以声速在管道内传送。
这就是‘水锤现象’。
它所产生的高压能超过100bar，而其延续的时间也就仅百分之几秒。
由于其速度如此快捷，管道上的压力表根本无法显示出管道系统内这种瞬间弹性的压力波动。
理论上说，水不能被压缩，但为了更好地解释高压的产生，我们必须承认水是能被压缩的，如同气体一样。
根据Hoorce定律，如果将1立方米水压缩1bar，它体积将减少50cm3。
当关闭一段管道末端的阀门时（如图2所示）。
与阀门接触的水受到压缩，通俗地说,水‘缩短’了。
因此它的部分动能改变为压力能量。
这时，其压力由P变为P+△P，△P即是超出的压力。
管道水锤现象
管道“交响曲”——水锤现象
水锤现象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,就象锤子敲打一样，并伴随着“bang bang”的声，所以叫水锤。
水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而
破坏阀门和恒盛泵业的船用齿轮泵。
水锤的危害很大，因为水锤现象发生时，整个管道和相关部件
的压力会急剧增大，超过正常使用压力的几倍甚至十几倍，压强过高，会造成管道、零件和船用齿轮泵的严重损坏。
消除和减轻水锤危害的方法
1、如果蒸汽主管有水锤发生，需立刻缓慢的关闭阀门，切断蒸汽流动，水锤就可能停止，等水锤停止了，再慢慢的打开阀门。
2、如果在蒸汽管道末端已发生水锤现象，在末端安装疏水阀排水即可。
3、如果是冷凝水倒流造成的水锤，加装止回阀即可解决。
4、尽量缩短阀件与容器间的管道长度。
5、管道上装设安全阀、排空阀或蓄能器。
其实解决水锤现象的原则就是选择正确类型和正确型号的疏水阀，正确布置管道，即可解决大部分的水锤问题。
别让管道“交响曲”奏响，影响恒盛船用齿轮泵的使用寿命。
冷热水管的水锤现象
冷热水系统中的水锤现象冷热水管道中的水锤现象指管道中的水流在极短的时间内迅速地停止或加速，因此所造成的有力的冲击。
比如说，在迅速关闭水龙头，或水泵起停时，经常听到‘嘭’一声短暂的闷响。
这就是典型的‘水锤现象’。
这种冲击的能量来自于管道内水流速度突然的改变。
‘水锤’这一名词来源于古代的一种兵器‘攻城槌’，它运用于攻克城墙或城门，它造成的冲击力与水锤现象类似。
图1‘攻城槌’由一个长木棒制成，在木棒的顶端有一个铁锤，它能产生的冲击力大小取决于操作武器的士兵的力量。
（见图1）而水锤力量的大小却由很多因素决定。
管道中静止的水只具有‘潜能’，即由它的定额所决定的能量。
当定额降低并接近海平面时，其潜能减弱并消失。
如果假定海平面为‘0’，高于海平面的海拔高度‘z’,物体质量为m,那么它所具备的能量为mgz：其中‘g’为重力加速度（9.81m/s2）。
如果管道中的水以一定的速度‘v’流动，在潜能上又加入了动能，约为1/2 mv2。
这种运行的能量来源于mv, 它代表了水的运动量，即组成水的每一滴水的运动量总和。
就如前面提到的一样，当猛然关闭阀门或水泵时，水的流速突然变为零（v=0），其动能也消失（1/2 mv2=0）同样它的运动量也消失（mv=0）。
但是，水所具备的能量不可能就这样瞬间溶解，它改变为‘压力波’，以声速在管道内传送。
这就是‘水锤现象’。
它所产生的高压能超过100bar ，而其延续的时间也就仅百分之几秒。
由于其速度如此快捷，管道上的压力表根本无法显示出管道系统内这种瞬间弹性的压力波动。
理论上说，水不能被压缩，但为了更好地解释高压的产生，我们必须承认水是能被压缩的，如同气体一样。
根据Hoorce 定律，如果将1立方米水压缩1bar ，它体积将减少50cm 3。
当关闭一段管道末端的阀门时（如图2所示）。
与阀门接触的水受到压缩，通俗地说, 水‘缩短’了。
因此它的部分动能改变为压力能量。
这时，其压力由P 变为P+△P ，△P 即是超出的压力。
流体力学水锤效应
流体力学水锤效应嘿，朋友！你知道啥是流体力学里的水锤效应不？这可有意思啦！想象一下，家里的水管，你突然猛地一关水龙头，是不是会听到“砰”的一声？这就有点像水锤效应啦。
简单来说，水锤效应就像是水流这个调皮的家伙在管道里“撒野”。
正常流动的水，就像一群排着整齐队伍前进的小朋友。
可要是突然让水流停下或者改变方向，这就好比老师突然喊了一声“立定”，前面的小朋友刹住了，后面的小朋友还在往前冲，这不就乱套了嘛！在管道里，水也是这样。
快速关闭阀门，水的惯性会让它继续向前冲，产生巨大的压力，这压力猛地冲击管道，就可能会把管道弄破，造成漏水，那麻烦可就大了！你可能会问，这水锤效应到底有多厉害？就好比一个大力士，突然发力给了管道一拳，那力量可不是闹着玩的。
比如说，在工厂的大型管道系统里，如果不注意控制水流的启停，产生的水锤效应能把坚固的钢管都给震裂，那维修起来可就得花费大量的时间和金钱。
水锤效应在我们生活中也挺常见的。
比如一些老式的小区，供水管道老化，要是停水后突然来水，猛地一冲，可能就会导致一些管道接口松动，出现漏水的情况。
这是不是就像一个隐藏的“小怪兽”，时不时出来捣乱一下？那怎么对付这个“小怪兽”呢？其实也有办法。
比如说，慢慢关闭阀门，让水流有个缓冲的过程，就像让小朋友们慢慢停下来，而不是突然急刹车。
还有啊，安装一些特殊的设备，比如减压阀、水锤消除器，它们就像是管道的“保镖”，能帮着减轻水锤带来的冲击。
所以说啊，别小看这水锤效应，了解它，重视它，才能让我们的管道系统更安全，生活更舒心。
不然，哪天家里的水管被水锤给弄破了，那可就糟糕啦！这水锤效应，你说是不是得好好研究研究，防范于未然呢？。
水锤
水锤water hammer又称水击。
水(或其他液体)输送过程中，由于阀门突然开启或关闭、水泵突然停车、骤然启闭导叶等原因，使流速发生突然变化，同时压强产生大幅度波动的现象。
水锤效应是一种形象的说法.它是指给水泵在起动和停车时，水流冲击管道，产生的一种严重水击。
由于在水管内部，管内壁是光滑的，水流动自如。
当打开的阀门突然关闭或给水泵停车，水流对阀门及管壁，主要是阀门或泵会产生一个压力。
由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，水力迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水利学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。
相反，关闭的阀门在突然打开或给水泵启动后，也会产生水锤，叫负水锤，但没有前者大。
由水锤产生的瞬时压强可达管道中正常工作压强的几十倍甚至于数百倍。
这种大幅度压强波动，可导致管道系统强烈振动，噪声，并可能破坏阀门接头。
对管道系统有很大的破坏作用。
为防止水锤需正确设计管道系统，防止流速过高，一般设计管子流速应小于3m/s，并需控制阀开、闭速度。
因开泵、停泵、开关阀门过于快速,使水的速度发生急剧变化,特别是突然停泵引起的水锤,可以破坏管道、水泵、阀门,并引起水泵反转,管网压力降低等。
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。
在极短的时间里，水的流量从零猛到额定流量。
由于流体具有具有动能和一定程度的压缩性，因此在极短的时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高和过低的冲击。
压力冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管道一样，故称为水锤效应。
水锤效应只和水本身的惯性有关系.举个列子给你听听吧,比如我们在路上行驶的汽车突然撞墙了,那破坏力是不是很大?那当一辆汽车靠在墙上(此时是静止的)如果你突然发动汽车加油门.你觉得会给墙造成多大破坏吗???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,就象锤子敲打一样,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。
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冷热水系统中的水锤现象意大利卡莱菲公司北京办事处舒雪松冷热水管道中的水锤现象指管道中的水流在极短的时间内迅速地停止或加速，因此所造成的有力的冲击。
比如说，在迅速关闭水龙头，或水泵起停时，经常听到‘嘭’一声短暂的闷响。
这就是典型的‘水锤现象’。
这种冲击的能量来自于管道内水流速度突然的改变。
‘水锤’这一名词来源于古代的一种兵器‘攻城槌’，它运用于攻克城墙或城门，它造成的冲击力与水锤现象类似。
图1‘攻城槌’由一个长木棒制成，在木棒的顶端有一个铁锤，它能产生的冲击力大小取决于操作武器的士兵的力量。
（见图1）而水锤力量的大小却由很多因素决定。
管道中静止的水只具有‘潜能’，即由它的定额所决定的能量。
当定额降低并接近海平面时，其潜能减弱并消失。
如果假定海平面为‘0’，高于海平面的海拔高度‘z’,物体质量为m,那么它所具备的能量为mgz：其中‘g’为重力加速度（9.81m/s2）。
如果管道中的水以一定的速度‘v’流动，在潜能上又加入了动能，约为1/2 mv2。
这种运行的能量来源于mv, 它代表了水的运动量，即组成水的每一滴水的运动量总和。
就如前面提到的一样，当猛然关闭阀门或水泵时，水的流速突然变为零（v=0），其动能也消失（1/2 mv2=0）同样它的运动量也消失（mv=0）。
但是，水所具备的能量不可能就这样瞬间溶解，它改变为‘压力波’，以声速在管道内传送。
这就是‘水锤现象’。
它所产生的高压能超过100bar ，而其延续的时间也就仅百分之几秒。
由于其速度如此快捷，管道上的压力表根本无法显示出管道系统内这种瞬间弹性的压力波动。
理论上说，水不能被压缩，但为了更好地解释高压的产生，我们必须承认水是能被压缩的，如同气体一样。
根据Hoorce 定律，如果将1立方米水压缩1bar ，它体积将减少50cm 3。
当关闭一段管道末端的阀门时（如图2所示）。
与阀门接触的水受到压缩，通俗地说, 水‘缩短’了。
因此它的部分动能改变为压力能量。
这时，其压力由P 变为P+△P ，△P 即是超出的压力。
压力波沿着管道相反的方向传送到管道的起点，如水箱。
在这儿，水箱的水受到膨胀。
如果管道长度L （m ）为阀门上游管道长度，c 为运动速度（m/s ）（紊流传送的速度）。
压力波到达管道起点的时间t=L/c (s)。
这种情况下，管道内的水流是静止的（v=0）而且是被压缩的。
我们假设管道的起点为一个水箱的入口处，当压力波到达这个假定的入口处截面时，在入口处的水箱一端压力为Px+△P 。
一部分可以忽略不计的水从管道回到水箱，这样一来，在水箱至阀门之间产生了负压一△P 。
这个负压经过同样的L/c 的时间到达阀门。
因此从关闭阀门到负压回到阀门共用时间tc=2 L/c ，称为‘持续时间’。
但是在阀门这儿又出现了一△P 的不平衡，此负压向上游方向延伸。
因此在水箱与阀门之间又产生了压力波。
这个时间段为3 L/C 。
所有这些往返的压力波都在约百分之几秒内完成，如同前面讲到的一样。
如何界定关闭阀门的方式是否会造成水锤呢？我们将关闭的方式分为‘猛烈’式和‘平缓式’。
通常说来, ‘猛烈关闭’的方式会带来水锤使压力升高。
当关闭的时间tc<2 L/c 时，这属于‘猛烈’关闭，当tc>2 L/c 时属于‘平缓’关闭。
如果是猛烈关闭，超压（或负压）的最高值并不是出现在整个管道长度L （即水箱至阀门关闭处），而是出现在从阀门关闭处开始的Lx=L —（ctc/2）。
经过这一段长度后，超压（或负压）将沿程逐渐降低（或增加）。
（如图2所示）。
如果关闭是‘瞬间的’，以上的压力值将会出现在整个管道内。
值得注意的是，猛烈地关闭阀门会造成超压，猛烈地开启阀门会造成降压。
两者都会产生水锤现象。
区别只在于一个是以超压波开始，一个则以降压波开始。
水锤现象带来的后果是什么呢？除了众所周知的管道噪音外，更为严重的是压力波和超压会对管材、阀门、连接件造成损坏或使其过早老化。
在冷热水系统中，水锤现象往往是由于单柄水龙头的开关、水泵的起停、电动阀门的开关所引起的。
接下来我们将运用相关的公式通过实例来说明在市政供水和增压供水系统中水锤产生的超压数值。
市政供水管道中水锤现象的核实计算我们将用公式首先计算动力速度c ，然后就能决定为避免水锤关闭水流所需的最少时间tc 。
这个公式的计算法较为简单，比较适合于民用的普通供水管道:c=niEe d C ε+1 公式（1）c=水动力速度（m/s ）C=水中的音速（15℃时为1425 m/s ） ε=水的压缩模数（15℃时为2.1×108kg/m 2） E=管道的弹性模数（kg/m 2） di=管道内径（m ） en=管道厚度（m ）E 和ε/E 的数据从表1中可以查到 表1 模数E 和ε/E材质 E(kg/ m 2) ε/E 钢管 210×108 0.01 铸铁管 105×108 0.02 PE 管 0.9×108 2.2 Pvc 3×108 0.7 Pvrf 12×108 0.17 水泥管 10×108 0.21在tc<2L/c(即猛烈关闭时)所造成的超压通过公式2计算：△P=c×v0 / g 公式（2）-Allievi定律△P=超压（m水拄）C=动力速度（m/s）v0=水流关闭前流速（m/s）g=重力加速度（9.81 m/s2）在tc>2L/c (即缓慢关闭时)所造成的超压通过公式3计算：△P =2×L×v0 /（g×tc）公式（3）-Micheaud定律范例1：计算一段长600m, DN200的聚乙烯管道（内径163.6mm, 厚度18.18mm）, 在流速v=1.4 m/s时, 为避免水锤现象产生, 关闭水流需要的最小时间, 以及猛烈关闭会带来的超压值△P1, 利用公式1计算动力速度:cc=C／√〔1+（ε/E）×（di/en）〕=1425/√(1+2.2×0.1636/0.01818)=312.5 m/s2, 根据界定水锤现象水流关闭时间的计算tc>2L/c=(2×600)/312.5=3.84秒,即关闭水流的时间必需>3.84秒才能避免水锤现象出现。
3, 利用公式2计算猛烈关闭时产生的超压△P=c×v0/g=312.5×1.4 / 9.81=44.6m水柱≈4.46bar表2为水管系统中所允许的最大水锤超压值，它随系统静压变化，也就是说，静压越低的系统，所能承受的水锤超压也越低。
因此在计算时，还需要验证即便在平缓式关闭状态下所产生的超压是否低于最低允许值。
表2：管道系统中允许水锤现象产生的最大超压值水管系统的静压bar <6 6~10 10~20 20~30水锤产生的超压bar <3 3~4 4~5 5~6比如说，当系统静压为6 bar时，其超压应该低于3 bar。
将3 bar代入公式3计算得出最少关闭时间应为5.6秒，而不是3.4秒。
加压供水系统中的水锤现象核实计算同样，在加压供水系统中，当水泵停止时也会造成短暂的水锤现象。
但是它相比市政供水管道的水锤现象更为复杂一些：因为它首先产生负压，然后才是一系列复杂的运动。
原因是：水泵的停止并非瞬时的，水泵在断电后其转轮仍然转动一段时间，供水还在继续。
直到转轮转数低于一定值（通常为正常转数的40~80%之间）时水才停止流动。
水泵关闭时间Tc可以采用Mediluce定律来计算：Tc=C+k×v0×L/g×Hm （公式4）Tc=水泵关闭时间（s）v0=水流正常速度（m/s）L=管道长度（m）Hm=水泵绝对压力（压力表显示的压力值）（m）g=重力加速度（9.81 m/s2）C，k=实验系数（见表3，4）表3：系数C和Hm/L关系Hm/L 0~0.2 0.21~0.28 0.29~0.32 0.33~0.37 0.38~0.4C 1 0.75 0.5 0.25 0表4：系数K和管道长度的关系L ≤2000米＞2000米K 2-0.0005×L 1（钢管）范例2计算一段增压供水管道中的水锤超压值：管径：DN200，内径Di=209.1mm,厚度5.0mm,长度1500m,水流速度：v0=1.49 m/s，流量Q：185 m3/h=0.051 m3/s 静压：Hg=38m1, 计算管道的动压沿程压力损失，通过公式：r=3.3×r0.13×ρ×G1.87/D5. 01≈10mm/m。
因此Q沿程压力损失= r ×L=15m2, 绝对压力Hm=Hg+ r×L=38+15=53m3, Hm/L=53/1500=0.035；C=1(表3); k=2-0.0005×L=2-0.0005×1500=1.25(表4)4, Tc=C+k×v0×L/g×Hm=1+1.25×1.49×1500/(9.81×53)=6.4秒△P=2L×v0/(g×Tc)=2×1500×1.49/(9.81×6.4)=71.2m从表2看出，超压值高于允许的范围，因此需要增加防止水锤现象产生的设备。
防止水锤产生的设备从前面计算的公式中可以看出，要防止水锤现象的产生，首先需要避免猛烈地关闭水龙头、阀门等。
同时应该选用开关时间稍长的电动阀门。
其次则需要控制流速，这在设计管道时就需要进行认真地计算。
但是，在当今家庭大量地使用单柄水龙头等用水设备的情况下，水锤现象的产生越来越频繁。
因此需要在管道系统上加上相应的设备以避免水锤产生。
防水锤分为以下几种（见图3）·水气混合式·膜片式·水气隔离式·减震弹簧式水气混合式需要经常充气，因为气体会溶解于水，所以这种方式不太适合．图3水气混合式膜片式水气隔离式减震弹簧式立管顶端安装防水锤设备如图4所示，在冷热水的立管顶端安装防水锤器．这对于大中型系统来说都能起到较好的作用，因为它们离用水龙头的距离不是太远．在立管上端可以选用膜片式膨胀罐，或减震式防水锤阀．在立管顶端安装防水锤阀的缺点是滞水区域的出现，如图4所示．这对于热力杀灭军团菌不是特别理想。
冷热水分水器上安装防水锤阀这种方式将防水锤阀更靠近用水设备安装，即在入户的冷热水分水器末端安装防水锤阀，如图6所示。
通过这种安装方式，热力杀菌时出现的滞水区域减少了，而且水锤现象也能在更短的距离内得到控制。
用水设备前安装防水锤阀如图7所示，在单柄水龙头的冷热水进水管前各安装一个防水锤阀。