矿井排水中水锤现象分析计算及解决办法
解决水锤最简单的方法
解决水锤最简单的方法一什么是水锤？在压力管道中，由于某种外界原因（阀门开启或关闭太快、水泵突然停止）使液体流速急剧改变，造成瞬时压力显著、反复、迅速变化，从而对管道及阀门等产生强大的水流冲击波，以及出现“空化”现象，就像锤子敲打一样，并伴随着“bang bang”的水击声，所以叫水锤。
水锤不仅会发生在水系统中，也同样会发生在我们熟悉的蒸汽系统和冷凝水回收系统中。
这里着重研究蒸汽和冷凝水管网中的水锤问题。
二水锤的危害水锤使管道内的压力急剧增加到正常压力的几倍甚至十几倍，危害极大，影响生产和生活。
如果压力过高，会导致管道破裂；否则，如果压力太低，会导致管道坍塌，还会损坏阀门和固定装置。
三水锤产生的原因1、蒸汽管道的水锤1）、蒸汽管道中的撞击蒸汽分配管道会发生水锤现象。
通常在第一次供给蒸汽时，缓慢关闭阀门可以有效地消除管道内凝结水液位过高引起的水锤，但这种方法对消除蒸汽突然凝结引起的水锤作用不大。
由于冷凝水是引起这两类水锤的关键，所以去除冷凝水是解决这两类水锤发生最有效的解决方案。
蒸汽疏水阀的正确安装至关重要，这样可以瞬时连续的排放出蒸汽配送管道内的冷凝水。
2）、管道布置如果已经按照建议的位置安装了蒸汽疏水阀，但水锤的现在仍然存在。
那么最有可能的原因之一是：管道安装的倾斜度不正确。
如果管道安装的倾斜度不正确，那么冷凝水就不能正常的流入疏水阀，从而在某些位置形成高液位的冷凝水。
蒸汽管道向上倾斜：水锤发生蒸汽管道向下倾斜：没有水锤发生长距离的蒸汽配送管道，只要稍微上升一点就可能导致水锤，当在安装蒸汽管道时，需使用水平仪反复测量管道的倾斜度。
3）、冷凝水积存在分配管线的末端这只水锤发生的一部分原因，为了真正的消除这个问题，需要对其整套的管道系统进行检测找出确切的原因并且制定适当的对策。
2、设备附近的撞击设备中的水锤，就类似于蒸汽配送管道内的水锤，通常是由于高液位的冷凝水积存造成的。
它们之间的区别在于这种类型的水锤即使发生了，设备也能正常的工作。
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。
第八节 水锤的计算条件和减小水锤压强的措施
第八节水锤的计算条件和减小水锤压强的措施一、水锤计算条件的选择水锤计算的主要目的是推求管道中的最大和最小水锤压强。
管道中的内水压强是静水压强和水锤压强的代数和。
前者决定于电站的上下游水位，后者则决定于水头、流量、调节时间和调节规律。
管道中的最大内水压强一般控制在以下两种情况：（1）上游最高水位时电站丢弃负荷。
此时电站的流量和水锤压强都不是最大值，但由于管道中的静水压较高，叠加的结果有可能是控制情况。
（2）计算水头时电站丢弃负荷。
这时管道中的静水压较低，但电站的流量和丢弃负荷时的水锤升压较大，叠加的结果也可能是控制情况。
机组转速上升一般控制在这种情况。
水电站流量变化的选择决定于引水系统的布置形式和电气主结线图。
对于单元供水（一管一机）情况，一般应按机组丢弃全负荷考虑。
对于集中供水（一管多机）情况，若与管道连接的所有机组由一个回路出线，则应按这些机组同时丢弃全负荷考虑；若这些机组由两个或两个以上回路出线，则应根据具体情况作具体分析。
管道中的最低压力一般控制在以下两种情况：（1）上游最低水位时电站丢弃负荷，导叶关闭后的正水锤经水库和导叶反射而成的负水锤；（2）上游最低水位时电站最后一台机组投人运行。
尾水管进口的最低压力一般决定于下游最低水位时机组丢弃负荷情况。
调节时间和调节规律的选择应结合机组的转速变化和调速器的特性进行。
二、减小水锤压强的措施减小水锤压强对于降低引水建筑物及机组造价和改善机组的运行条件均有重要意义。
减小水锤压强主要有以下几种措施。
（一）减小压力管道长度减小压力管道的长度，使进口的反射波能较早地回到压力管道的末端，增加调节过程中水锤的相数，加强进口反射波削减水锤压强的作用，从而降低水锤压强。
从水锤计算公式也可看出，减小L可以减小σ，因而可减小ζ。
因此，根据具体的地形地质条件，压力管道的布置应采用尽可能短的路线。
在比较长的引水道中，常设置调压室，利用其底部较大的面积和自由水平反射水锤波，调压室的功用实质上就是缩短压力管道的长度。
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。
矿井排水处理站常见问题与解决措施
矿井排水处理站常见问题与解决措施2、检查各加药设备的加药泵、搅拌器处于正常工作状态。
3、检查电气设备处于正常工作状态。
常见问题及处理方法 1、井下上水偏大浮现问题及解决方法：〔一〕、上水偏大水量过大时，在污水全部进入系统的情况下，预处理系统在短时间内处于负荷运行，沉淀池浮现翻泥现象，严重影响出水水质，给后续处理带来极大不便。
〔二〕、水量稳定偏大时，会给系统运行带来一定的艰难。
2、斜管沉淀池浮现翻泥现象问题所在： 1、原水水质较差，或者水量较大。
2、投加药剂量偏低。
3、未按时排泥，系统处于负荷运行。
解决方法： 1、加大 PAC 药量，加强排泥，必要时投加 PAM 药剂。
2、系统需放空彻底清理。
3、压泥机〔1〕、滤带跑偏。
问题所在： 1、气压缺乏。
2、自动纠偏系统不灵敏、解决方法： 1、查看储气罐气压及压泥机调气阀气针是否不低于 0.4。
2、手动调试压泥机两端蛇形感应器及调节气缸的灵敏度，必要时手动调节纠正。
〔2〕、压泥机脱泥饼含水率高。
问题所在： 1、熟化槽出泥絮凝效果差。
〔1〕、 PAM 药液浓度低。
〔2〕、药液投加量偏小。
〔3〕、加药不畅通。
2、清洗喷头阻塞。
3、上泥量控制不稳定。
解决方法： 1、〔1〕、配置药液浓度加高。
〔2〕、加大药液投加量。
〔3〕、主要是清理加药管道 Y 型过滤器滤网。
2、将其喷头管道卸下进行清理。
3、待泥浆絮凝好后，放入浓缩滤带。
〔3〕、不上泥。
问题所在： 1、上泥管道阻塞。
2、回流阀开启过大。
3、污泥泵故障及阻塞。
解决方法： 1、疏通管道。
2、调节回流阀至适当。
3、查看泵体及路线，疏通泵体。
〔4〕、污泥泵频繁跳闸。
问题所在： 1、泥浆浓度高，泵负荷运行。
2、泵体损坏及路线短路。
解决方法： 1、清理污泥池。
2、查看将其原因找出。
4、PAC 加药系统〔1〕、药液无法投参加系统。
存在所在： 1、回流开启过大。
2、加药管道 Y 型过滤器滤网阻塞。
3、药箱积泥过多，将其出药口阻塞。
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。
水锤及防护措施
水锤及防护措 施
目录
01. 水锤现象 02. 水锤防护措施 03. 水锤防护案例
水锤现象
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#2023
水锤产生的原因
01
阀门突然 关闭或开 启
02
管道中水 流速度突 然变化
03
水泵突然 停止或启 动
01
02
03
04
水锤的预防
01
合理设计管道 系统，避免急 弯、急缩等容 易产生水锤现 象的部位。
02
采用缓闭式阀 门，减缓水流 速度，降低水 锤压力。
03
安装水锤消除 器，通过泄压、 缓冲等方式消 除水锤现象。
04
定期检查和维 护管道系统， 确保管道、阀 门等设备的完 好性。
水锤防护措施
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02
安装位置：安装在容易产生水锤的管道上
03
安装方法：按照产品说明书进行安装
04
维护保养：定期检查和更换泄压阀和缓冲阀、安全阀等
设备，降低水锤压力
03
合理布置管道，避免急
弯和直角转弯
02
采用柔性连接，降低管
道振动和噪音
01
合理选择管径和壁厚，
避免过大或过小
#2023
控制阀门开关速度
01
01
控制阀门开关速度可以减少水锤 现象的发生
02
02
采用缓闭式阀门可以降低水锤压 力
03
03
采用快速关闭阀门可以减少水锤 现象的影响
04
煤矿排水系统水锤现象与解决方案探讨
０ 引言
煤矿井下排水设施是保证矿井安全生产的重要 设施ꎮ 在排水系统正常排水情况下ꎬ工况参数流量 和压力均比较稳定ꎬ管路中水的流量变化较小ꎬ其压 力也无变化ꎬ排水系统一般不会产生水锤现象ꎮ 但 排水系统出现特殊情况时ꎬ比如停电、设备故障、水 泵关停泵等ꎬ泵不再运行ꎬ排水管中会产生较大地瞬 时速度变化ꎬ产生水锤现象ꎮ 水锤现象对排水系统 有一定的影响ꎬ如果不加以防范ꎬ会对排水系统造成 不良的影响或较大的破坏ꎬ因此ꎬ对矿井排水系统中 水锤现象影响的因素ꎬ以及如何采取防护措施值得
２０１８
张毅. 煤矿排水系统水锤现象与解决方案探讨[ Ｊ] . 煤矿机电ꎬ２０１８ (４) :６１￣６３. ｄｏｉ:１０. １６５４５ / ｊ. ｃｎｋｉ. ｃｍｅｔ. ２０１８. ０４. ０１８
煤矿排水系统水锤现象与解决方案探讨
张毅
( 中煤科工集团 武汉设计研究院有限公司ꎬ 湖北 武汉 ４３００６４)
摘 要: 为了加强煤矿井下水治理ꎬ保证矿井排水系统正常有效地工作ꎬ介绍了矿井排水泵水锤 现象产生的原因、形式ꎮ 以某矿为例结合实际进行水锤压力计算ꎬ分析了水锤现象的危害因素及防 治措施ꎮ 为煤矿防治水锤现象提供了一种借鉴ꎬ在矿井排水系统运行及设备选型设计中ꎬ应充分考 虑水锤现象ꎬ合理选择管件、设备ꎬ避免水锤造成管件、设备损坏ꎬ确保煤矿安全生产ꎮ 关键词: 煤矿排水ꎻ 水锤ꎻ 危害ꎻ 防治措施 中图分类号:ＴＤ７４４ 文献标识码:Ｂ 文章编号:１００１ － ０８７４(２０１８)０４ － ００６１ － ０３
２ 水锤压力的计算校核
以江西丰龙煤矿井下主排水系统为例进行探 讨ꎮ 该矿在副井井底车场附近设置排水泵房ꎬ排水 垂高 ９５８. ７８ ｍꎬ设计选用 ＭＤ３００￣９６ × １１ 型( 额定流 量 ３００ ｍ３ / ｈꎬ额定扬程 １ ０５６ ｍꎬ效率 ７６％ ) 高扬程 耐磨离心泵 ３ 台(１ 台检修ꎬ１ 台备用ꎬ１ 台工作) ꎬ每 台水泵配 １０ ｋＶ、１ ６００ ｋＷ 电动机ꎮ 在水泵新管路 运行时:扬程为 １ ００５ ｍꎬ流量为 ３３３ ｍ３ / ｈꎬ水泵运 行效 率 为 ７６％ ꎻ 在 水 泵 旧 管 运 行 时: 水 泵 扬 程 为 １ ０２２ ｍꎬ流量为 ３０５ ｍ３ / ｈꎬ水泵运行效率为７６. ４％ ꎮ 排水管选用两趟 Φ２７３ × ２０ 无缝钢管ꎬ分段选择壁 厚ꎬ正常涌水期 １ 趟管路工作ꎬ最大涌水期两趟管路 工作ꎬ管路采 用 套 管 焊 接 连 接ꎬ 管 路 沿 副 井 井 筒 敷 设ꎬ用管卡固定在管子梁上ꎮ 矿井主排水泵房排水 系统如图 １ 所示ꎮ 水气重压力增值计算如下:
水锤消除措施
水锤消除措施什么是水锤？在液体管道系统中，当液体的流体动能被迅速中断或减小时，会产生一种压力波，这种压力波被称为“水锤”。
水锤是由于液体流动突然停止或减速造成压力突增，然后再回弹至原来状态的现象。
水锤现象通常发生在管道中，但也可能出现在其他液体输送系统中。
水锤的产生主要取决于四个因素：管道的减速时间、流体的速度、流体的密度和管道的长度。
当这些因素发生变化时，水锤现象会更加显著。
水锤对管道系统的影响水锤对管道系统会产生很大的负面影响，包括但不限于以下几个方面：1.机械破坏：水锤会产生剧烈的压力波，对管道和连接件造成冲击和振动，导致机械破坏甚至破裂。
2.噪音和震动：水锤现象会产生剧烈的噪音和震动，对周围环境和人员造成不良影响。
3.能耗增加：水锤会引起管道内能量的反复转化，导致能耗增加。
因此，为了避免以上负面影响，我们需要采取一些水锤消除措施。
水锤消除措施以下是一些常用的水锤消除措施：1. 安装补偿器补偿器是一种能够吸收管路中压力波的装置，它能够稳定管道系统的压力。
补偿器有多种类型，包括弹性元件、液力耦合器和蓄能器等。
安装补偿器可以有效减少水锤的发生。
2. 避免突然关闭阀门突然关闭阀门是水锤产生的主要原因之一。
因此，在操作管道系统时，应避免突然关闭阀门，而是采取缓慢关闭的方式，以减少水锤发生的可能性。
3. 使用减压阀和隔离阀减压阀可以控制管道系统的压力，并避免过高的压力波产生。
隔离阀可以将管道系统分割成若干部分，从而减少压力波的传播范围。
4. 定期检查和维护管道系统定期检查和维护管道系统是预防水锤发生的重要措施。
应及时修复漏水、破裂和磨损等问题，确保管道系统的正常运行。
5. 使用减震器减震器是一种能够吸收震动和冲击力的装置，可以帮助减少水锤的发生。
在管道系统中安装减震器可以有效降低水锤现象的影响。
总结水锤是液体管道系统中常见的问题，可以给管道系统带来严重的影响。
采取合适的水锤消除措施是预防水锤发生的有效方法，包括安装补偿器、避免突然关闭阀门、使用减压阀和隔离阀、定期检查和维护管道系统以及使用减震器等。
煤矿排水系统水锤现象与解决方案探讨
煤矿排水系统水锤现象与解决方案探讨张毅【摘要】为了加强煤矿井下水治理,保证矿井排水系统正常有效地工作,介绍了矿井排水泵水锤现象产生的原因、形式.以某矿为例结合实际进行水锤压力计算,分析了水锤现象的危害因素及防治措施.为煤矿防治水锤现象提供了一种借鉴,在矿井排水系统运行及设备选型设计中,应充分考虑水锤现象,合理选择管件、设备,避免水锤造成管件、设备损坏,确保煤矿安全生产.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】3页(P61-63)【关键词】煤矿排水;水锤;危害;防治措施【作者】张毅【作者单位】中煤科工集团武汉设计研究院有限公司,湖北武汉430064【正文语种】中文【中图分类】TD7440 引言煤矿井下排水设施是保证矿井安全生产的重要设施。
在排水系统正常排水情况下，工况参数流量和压力均比较稳定，管路中水的流量变化较小，其压力也无变化，排水系统一般不会产生水锤现象。
但排水系统出现特殊情况时，比如停电、设备故障、水泵关停泵等，泵不再运行，排水管中会产生较大地瞬时速度变化，产生水锤现象。
水锤现象对排水系统有一定的影响，如果不加以防范，会对排水系统造成不良的影响或较大的破坏，因此,对矿井排水系统中水锤现象影响的因素,以及如何采取防护措施值得讨论[1-3]。
1 煤矿水泵水锤原因及危害1.1 产生水锤现象的原因分析煤矿排水系统中水锤现象就是在排水管路中，由于流量急剧变化而导至管路中压力变化并交替升降的现象。
水锤现象在煤矿排水系统时有发生，在排水系统正常运行或在发生事故时都会出现，导致水锤的主要原因有以下几条。
1) 在水泵正常停、启泵开启或关闭阀门时，管路中流量发生变化;在快速操作中，水流发生速度变化的情况下,管路流长变化尤为显著。
2) 排水系统在误操作及配电系统故障等情况下的突然停泵,也会伴随水锤现象。
1.2 水锤现象的危害性水锤对排水系统有一定的破坏性，其形式有：1) 系统压力增加，引起阀门、管道破坏[4]，或系统压力降低，管道因失稳而损坏[5]。
某取水工程水锤计算及水锤防护建议
某取水工程水锤计算及水锤防护建议某取水工程是一个重要的水利设施，其正常运行对于当地生产生活具有重要的作用。
在工程运行的过程中，由于闸门的关闭等原因，会发生水锤现象，对工程设施造成损坏，给设施安全带来威胁，因此需要进行水锤计算及水锤防护措施。
一、水锤计算1.概述水锤是由于水体流动的惯性作用和管道弹性变化而产生的压力波。
水锤压力波是随着水流的流速而不断传播和阻尼消失的，因此在不同的管道中会有不同的水锤情况。
某工程中采用圆形钢管作为取水管道，在计算水锤时，需要考虑到管道的长度、直径、管材和接口的弹性模量、管道内水流的流量和流速等因素。
2.计算方法(1) 判断闸门关闭时间：根据工程特点和闸门运动时间，确定闸门的关闭时间。
(2) 计算水锤波速和水锤压力：根据取水管道的长度、直径、水流速度等参数，计算出水锤波速和水锤压力。
(3) 判断水锤波总时长：通过等效传播距离和水锤波速计算得到水锤波总时长。
(4) 最大水锤压力的计算：根据水锤波在管道内传播的规律，计算出水锤波的极值，得到最大水锤压力值。
(5) 水锤防护设施设计：根据最大水锤压力和工程水力条件，设计相应的水锤防护设施，如防护罩、防护阀门等。
二、水锤防护建议1.使用缓冲器缓冲器是一种常用的防护设施，采用防震材料制作，可以有效地减缓水锤冲击。
在不同管径的水利工程中可以使用不同规格的缓冲器，确保防护效果良好。
缓冲器的缺点是费用较高。
2.安装对虹吸管对虹吸管可以在管道中形成一个空气隔离部分，防止水锤冲击从一段管道扩展到整个管道系统。
它通常安装在短管道或负压点处，保护整个工程设施免受水锤冲击的危害。
对虹吸管的缺点是需要一定的维护和清理工作。
3.采用软接头软接头是一种管道连接器，它可以在管道中形成一种柔性连接，可以在水锤发生时自动地吸收压力。
软接头适用于制造成本较低、地理环境比较恶劣的地区。
缺点是软接头的使用寿命较短，需要更换较频繁。
4.设计缓冲池缓冲池是将水锤波在池中消退和降低水锤冲击力的一种设备，可用于缓解水锤波对管道设施的影响，特别是在锁闸和停电情况下。
水锤基本理论及计算方法
水锤基本理论及计算方法水锤是指静止液体突然改变流动状态时产生的瞬时压力波动现象。
当液体被快速关闭或打开阀门时，液体运动的突然变化将引起反向波传播，并在管道中反复反射，最终导致压力快速升高。
这种瞬时的压力波动会对管道和设备造成严重的破坏，因此了解水锤的基本理论和计算方法对于工程设计和操作都至关重要。
水锤的基本理论主要涉及以下几个方面：1.液体的粘性：液体具有粘性，流动时会产生摩擦阻力。
液体的粘性是影响水锤现象的重要因素之一2.管道的弹性：管道具有一定的弹性，当液体流动或发生突变时，管道会发生弹性变形，从而对水锤产生影响。
3.压力波速度：水锤是由压力波引起的，波速是波动传播的速度。
波速取决于液体的特性、管道的材质和几何形状等因素。
4.阀门的关闭或打开速度：当阀门关闭或打开时，速度越快，产生的水锤现象越严重。
计算水锤的方法主要包括几个简化的公式和数值模拟方法：1. 简化公式法：根据一些简化的假设和实验数据，可以得到一些经验公式来计算水锤的最大压力和相关参数。
例如，Lamb公式可以用来计算液体在管道中的最大压力增加。
2.特征线法：特征线法是一种基于波动特征线的方法，通过追踪压力波的传播路径和速度来计算水锤的影响。
这种方法适用于复杂的管道系统和非稳态流动。
3.数值模拟法：数值模拟方法是使用计算流体力学（CFD）软件对水锤现象进行模拟和预测。
通过建立管道系统的几何模型和流动方程，可以得到详细的压力和速度分布图，从而评估水锤影响并优化设计。
总之，水锤是在快速关闭或打开阀门时产生的一种瞬时压力波动现象。
了解水锤的基本理论和计算方法对于管道系统的设计和操作至关重要。
通过合理选择阀门关闭或打开的速度、采取合适的管道和设备设计，可以有效地减小水锤的影响，确保管道系统的安全运行。
【技术】水锤现象的产生原因及解决措施
【技术】水锤现象的产生原因及解决措施什么是水锤现象水锤是指突然停电或者在阀门关闭太快时，由于压力水流的惯性，产生的水流冲击波像锤子在敲打一样，来回产生的力量有时会很大，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压力。
由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速增大，并产生破坏作用，这就是正水锤。
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。
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。
水锤效应的危害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.压强过低导致管子的瘪塌，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。
消除或减轻水锤的防护措施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。
减少输水管道长度，管线越长，停泵水锤值越大。
由一个泵站变两个泵站，用吸水井把两个泵站衔接起来。
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。
很多泵站的重大水锤事故多在这种情况下产生。
2.设置水锤消除装置（1）采用恒压控制技术采用PLC自动控制系统，对机泵进行变频调速控制，对整个供水泵房系统操作实行自动控制。
矿井排水系统的水锤计算与防治
关键 词 ： 离心 泵 ；水锤 ；微 阻缓 闭 闸阀 ；防治措 施
中 图分类 号 ：Ｔ ７ ４ Ｄ ４
文献标 识码 ：Ｂ
文章 编号 ：１７ — ９ ９ ２ １ ） ８０ １ －３ ６ １ ０ ５ （ ０ １ ０ － ８０ ０
快 ， 因 而水 锤 压 力 往 往 较 大 ，而 且 整 个 变化 过程 是 较 快 的 。 ２ 由 于管 壁 具 有 弹性 和水 体 的 压缩 性 ，水 锤 压 力 将 以 ）
它的大小与管 壁材料 、厚 度 、管径 、管道 的支 承方 式 以及
水 的 弹 性 模 量 等 有 关 。 由 水 流 的 连 续 方 程 并 考 虑 水 体 和 管
管 壁 厚 度 ，ｍ ｍ。 Ｄ — 管 道 内径 ，ｍ — ｍ；
弹性 波的形式沿 管道传播 。 ３ ）水锤 波同其它弹性 波一样 ，在波 的传播过 程 中，外 部 条件 发生变化处 （ 即边界处 ） 均要 发生 波的反射 。其 反射
／ ｇ Ｋ／ 为声波在水中的传播速度 ，随水温度和压力的
ｍ ｅａｓ． ｒ ｔ ｅｓ ｌ
１ 水锤 现象 的特 点及 其传播 速 度
１ １ 水锤 现 象的特 点 ．
矿井主排水 有平硐 排水 、斜 井排 水和立 井排 水 ，在 水 泵工作过程 中经 常 出现 断 电停泵操 作 。排水 管道 中水 的流 速会突然发生变 化 ，从而 引起管 道 内压强急 剧升 高和 降低 的交替变化—— 即水锤现 象 。 ，其特点为 ： １ 水锤 压力实际上是 由于水流速度变化而产生 的惯性 ） 力 。当突然 断电停泵 时 ，由于断 电停 泵 时间短 、流量 变化
ｗ ｔ ａ ｍｅ ｗ ｒ ｒｖ ｅ ． Ｔ ｅｅｐａａ ｏ ａ ｃｎｕ ｔ ｎ ｔｅｃｌ ｌ ｉ ｆｔｅｐｏｅｔｃｓｓａｄ ｃｕ ｒｖ ｅ ａｅ ｈ ｍ ｒ ｅｅｐｏｉ ｄ ｈ ｘ ｌ ｔ ｎｗ ｓ ｏｄ ｃ ｄ ｏ ｈ ａ ｕａｏ ｏ ｈ ｒｊ ａｅ ｎ ｏｌ ｐｏｉ ｒ ｄ ｎｉ ｅ ｃ ｔｎ ｃ ｄ ｄ
水锤分析计算和防护措施
浅析水锤分析计算和防护措施摘要：在水泵正常运行时，如果突然断电，在供水管道中将形成大于水泵正常工作压力数倍的水锤压力，造成水泵和供水管道破坏。
采用特征线法对取水泵站进行了水锤分析。
计算结果表明：水锤压力较大，影响水泵及管路的安全稳定运行。
本文主要对水锤产生的原因、危害及一些常见的防护措施进行了介绍。
关键词：水锤；水柱脱流；水锤防护一、水锤现象水锤现象在压力管路中，由于流体的流速剧烈变化而引起一系列急骤地压力交替升降的水力撞击现象，称为水锤（水击）现象，也称水力瞬变。
目前，国内外普遍将压力输水管路中所发生的各种水锤现象，通称为输水管路的水力过渡过程。
管路中发生水锤现象时，随着压力的交替升降，液体分子质点将相应地呈现密疏状态交替变化，这种变化以纵波形式沿管路往复传播，因此水锤现象是一种波动。
在有压管路中，由于流速的剧烈变化和水流的惯性而引起一系列急骤的压力变化和密度变化。
它们的综合作用结果，在物理现象上表现为快速传播的水锤波动。
水锤波动全过程包括压力波的产生、传播、反射、干涉以及消失的整个物理过程。
水锤的传播只限于连续的水流中，当管路中出现水柱分离时，水锤波的传播受到影响，将会引起更加复杂的物理过程。
引起水锤的主要原因有：1）启泵、停泵、启闭阀门或改变水泵转速、叶片角度调节流量时；尤其在迅速操作，水流速度发生急剧变化的情况下。
2）事故停泵，即运行中的水泵动力突然中断时，较多是由于配电系统故障、误操作、雷击等情况下的突然停泵。
图1-1 供水系统水锤过程线图二、水锤的危害长距离高扬程输水工程中，水锤事故的发生是较为普遍的现象，尤其是管线高差起伏较大、地形复杂的工程。
事故产生的实例也是多种多样的，例如，水电站内因关闭水轮机导叶时操作失误，而造成压力管内水压上升；泵站系统中，因断电或其他原因而使水泵突然停泵，压水管内的压力在下降之后又产生不同程度的压力上升，导致停泵水锤。
水锤事故都会造成不同程度的灾害，轻则造成水管破裂（即爆管），致使供水中断，影响正常的生产生活；重则造成淹毁泵站、泵船沉没等严重后果。
第九章 水锤及调节保证计算的解析方法
τn
ynA A A 1 − y n = τ 0 + ∑ yi + ρ 1 2ρ 1
n −1
二、开度依直线规律变化的水锤 (一)水锤类型 间接水锤 一 水锤类型 间接水锤) 水锤类型(间接水锤 求解水锤压力的最大值的方法： 求解水锤压力的最大值的方法：在开度依直线 规律变化情况下， 简化方法直接求出 求出。 规律变化情况下，用简化方法直接求出。 开度依直线规律变化：阀门 导叶 导叶)开度大小的 开度依直线规律变化：阀门(导叶 开度大小的 变化与调节时间之间的关线为线性关系，即匀速的。 变化与调节时间之间的关线为线性关系，即匀速的。 τ 1
由式9-10可以看出，第n相末水锤压力不仅与 可以看出， 由式 可以看出 相 有关， 该相末阀门的相对开度τn有关，而且与以前各相末 的水锤压力的总和有关。 的水锤压力的总和有关。
a
0
D0
a
0max
导叶的开度
3、计算公式推导的条件 、 (1) 没有考虑管道摩阻的影响，因此只适用于 没有考虑管道摩阻的影响， 不计摩阻的情况； 不计摩阻的情况； (2) 采用了孔口出流的过流特性，只适用于冲 采用了孔口出流的过流特性， 击式水轮机， 击式水轮机，对反击式水轮机一般应乘以
ξ >ξ
A m
A 1
①常发生在管道较短 的低水头水电站。 的低水头水电站。
②末相水锤压力的计 算式为式 算式为式9-12。 。
ξ =
A m
σ
(σ ± 2
σ +4
2
)
LVmax σ =± 管道特性系数， close+, open−) ( gH 0Ts
从式9-12可见，末相水锤只是σ的函数，而与阀 可见，末相水锤只是 的函数 的函数， 从式 可见 门的τ 和波速a(即管壁的弹性和水的压缩性 无关。 即管壁的弹性和水的压缩性)无关 门的 0和波速 即管壁的弹性和水的压缩性 无关。
水锤效应 计算公式
水锤效应计算公式水锤效应计算公式。
水锤效应是指在管道系统中由于液体流动突然停止或改变方向而产生的压力波动现象。
这种现象可能会对管道系统造成严重的损坏，因此对水锤效应进行计算和控制至关重要。
本文将介绍水锤效应的计算公式，并讨论如何有效地控制水锤效应。
水锤效应的计算公式可以通过水锤方程来表示。
水锤方程描述了液体在管道中运动时的压力变化情况。
水锤方程的一般形式如下：ΔP = ρ V ΔV。
其中，ΔP表示压力变化，ρ表示液体的密度，V表示流速，ΔV表示流速的变化。
根据水锤方程，当液体的流速突然改变时，会产生压力波动，从而导致水锤效应的发生。
为了更好地理解水锤效应的计算公式，我们可以通过一个实际的例子来说明。
假设有一条长为100米的水平管道，管道内的水流速为10m/s。
如果突然关闭了管道的阀门，导致水流速瞬间降为0，那么根据水锤方程，可以计算出压力的变化。
假设水的密度为1000kg/m³，那么根据水锤方程，压力变化ΔP可以计算如下：ΔP = 1000 10 10 = 100000Pa。
这意味着在管道中会产生10万帕的压力波动，这种压力波动可能会对管道系统造成严重的损坏。
为了有效地控制水锤效应，我们可以采取一些措施。
首先，可以通过合理设计管道系统来减小水锤效应的发生。
例如，可以在管道系统中设置缓冲器或减压阀来减缓压力波动的影响。
其次，可以通过控制阀门的开启和关闭速度来减小水锤效应的发生。
此外，还可以通过改变管道的设计参数，如管道的直径和材质等，来减小水锤效应的影响。
除了以上措施外，还可以通过数值模拟和实验研究来进一步探讨水锤效应的计算和控制。
通过数值模拟，可以对管道系统中水锤效应的发生进行模拟和预测，从而找到合适的控制方法。
通过实验研究，可以验证水锤效应的计算公式，并找到更加有效的控制方法。
总之，水锤效应的计算公式可以通过水锤方程来表示，通过对水锤方程的计算，可以预测和控制管道系统中水锤效应的发生。
水锤现象及解决方案
当采用异步电机供水时，异步电机在全压起动时，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。
水力发电厂的水轮机在进水叶动作时也会发生这种现象.据我老师说他还碰到过进水叶因关闭过快而引起压水管爆裂的事故.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。
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.采用恒压供水，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。
解决的办法是采用变频器或软起动器，用变频器最好，要多舒缓都可以，但是如果不需要调速，成本就高了，用软起动器就可以了，大多数软起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。
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矿井排水中水锤现象分析计算及解决办法
【摘要】水锤现象在矿井排水中十分常见，如果不及时防治，会对排水管路造成很严重的破坏，致使管道变形、破裂、泄水，给矿井安全带来隐患和威胁。
文章分析了水锤的成因及计算方法，提出了几点解决方案。
【关键词】停泵水锤；成因；特点；危害；计算；防治
1.水锤的成因及危害
液体流经管路时具有动能，当液体突然停止时，它的运动量必须被消除，能量变成由停止点开始的高压波，它以接近于声速的速度沿着管路系统来回传递。
排水管内液体膨胀并撞击管路，有时震裂管路，伴随着很大的声音，在很短的时间内，流体原来的能量消耗在摩擦和涡流上，但是管路系统却经常在这一时间受到破坏。
水锤是如何产生的？在操作中开关闸阀，启停水泵都会造成水流速度发生急剧变化而产生水力冲击，形成水锤，另外运行中的水泵动力突然中断停泵也会造成水锤现象，尤其在泵组排水能力大、地形起伏高差大、输水管线长或用户要求较高的工作压力的情况下，一旦操作失误或电网跳闸等，就会造成水泵机组突然断电而停泵，这时产生的水锤称为停泵水锤。
在所发生的水锤中，以停泵水锤造成的危害为最大，一般可以达到正常压力的一到四倍甚至更大，致使管路破裂而大量泄水，淹没泵房和设备。
2.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+Hn（β2+v2）（A0+A1x）-ΔH0v2/（τ2）=0
F2=（β2+v2）（B0+B1x）+m0-C3（β0-β）=0
式中β——N/Nn（实际转速/额定转速）
v——Q/Qn（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。
将水泵的全面性能曲线改造为仅与转速和流速有关的全面性能曲线，以便计算机在解方程时取值，即：
WH（x）=h/（β2+v2）（7）
WM（x）=m/（β2+v2）（8）
式中：h——H/Hn（实际扬程/额定扬程）
m——M/Mn（实际转矩/额定转矩）
现行的水锤计算方法就是基于上述原理。
3.几种边界条件下水锤工况的模拟结果
根据我国南方某城市取水泵房的水泵及输水管线的实际情况，采用计算机程序模拟水锤情况如下（均按最低枯水位计算）：
基本情况：
水泵机组：
Qn=5 000 m3/h，Hn=55 m，Nn=741 r/min，Ns=132.4，GD2=874.7 kg.m2，Mn=932.72 kg.m，近期单台运行，远期两台运行。
输水管线：DN=1 400 mm，L=5 750 m，几何扬程：35 m（近期），45 m（远期）。
3.1 假设为有阀管路停泵水锤
①普通止回阀
两台水泵并联运行时，泵出口处最大压力值1 536 kPa （156.7 m），当加大水泵机组转动惯量适当的倍数时，泵出口处最大压力值830 kPa （84.68 m）；一台水泵运行泵出口处最大压力值892 kPa （91.05 m），当加大水泵机组转动惯量适当的倍数时，泵出口处最大压力值617 kPa （63.0 m）。
以上数据为假设水泵出口处的流速为零时阀门即刻关闭所产生的水锤压力值。
实际工况中，阀门关闭总要一段时间，因此实际水锤值将与表中所列数据有出入。
根据计算机模拟结果，如果在此条件下适当增加水泵机组的转动惯量可以将水锤压力值明显降低。
②缓闭止回阀
经过计算机模拟，当关阀时间和快慢组合与最佳模拟条件不同时，泵前最大压力值都将有所增加。
因此一个装有两阶段关闭阀门的输水系统，其阀门的操作过程应经过计算确定，并应在试运行中调整。
此种设备定货时应向制造厂提出具体的技术要求（快、慢关闭时间及可调性）。
③管路发生断流停泵水锤（即弥合水锤）
此泵房出水管在穿越大堤处（距泵出口40 m）形成了驼峰，经计算，此处将发生弥合水锤。
实际观测与计算机模拟的结果相近，计算机模拟结果如表1所示。
从表1得知，当管路中发生断流的停泵水锤（即弥合水锤）时，水锤值很大，达到几何扬程的4倍以上，必须引起高度重视。
3.2结论性意见
停泵水锤的大小主要与泵房的几何扬程有关，当几何扬程≥30 m，其各种工况下的最大水锤压力值（Hmax）与几何扬程（Ho）的比值，水泵最大逆转转速βmax与额定转速βn的比值分别列入表2。