管道的水击现象及其防护

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管道的水击现象及其防护

摘要：水击是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。本文介绍了水击现象的定义、理论、形式和形成原因。概述了水击现象的危害并论述了管道水击的防护措施。 关键词：管道水击现象危害防护措施

1水击现象

在日常生活中,我们碰到的水流不稳定现象很多。当我们快速关闭水龙头或关闭闸阀和水轮机导水叶时,在关闭过程中,随着阀门开度的减少,管道中的流速也逐渐减小,由于水流的动量快速变化,如在尾水管中),1.1造成水击。故1.21.2.1考间的函数,符。

1.2.2

1.3水击现象的形式

在有压管道系统中,常见的水击现象一般分为:

直接水击:当阀门的关闭时间小于或等于一个相长时,也就是水击波从阀门处向水箱方向传播再以常压恢复波形式返回到阀门之前,阀门就已关闭,这种水击称直接水击。

间接水击:当阀门的关闭时间大于一个相长时,也就是水击波从阀门处向水箱方向传播再以常压恢复波形式返回到阀门之前,阀门尚未完全关闭,这种水击称为间接水击。

正水击:当管道阀门迅速关闭时,管道中流速快速减小,压强会显著增大,这种水击称为正水击。 负水击:当管道阀门迅速开启时,管道中流速快速增大,压强会显著减小,这种水击称为负水击

[4]。

1.4水击现象的形成原因

管道发生水击现象,既有外因也有内因。外因是管道发生水击的条件,内因是管道发生水击的根据,外因通过内因而起作用。

1.4.1水击现象的内因

由于水和管道都不是刚体,而是弹性体,因此在很的水击压强的作用下产生两种形变,即水的压缩及管壁的膨胀。而管道中水流速度又不是同时变化,形成一种弹性波(又称水击波)进行传递。从上述的分析不难看出,引起管道水流速度突然变化是水击发生的条件,水流具有惯性和压缩性是发生水击的内在原因[4]。

1.4.2

(,流体2

阀2.1

2.2

哈尔滨市某工厂4台SHL10-113-A型蒸汽锅炉在并联运行期间突然发生水击,巨大的冲击力将连接4台锅的蒸汽主管道(管径273mm)一端的平封头冲掉。调查表明3号锅炉有严重满水现象,致使水从主汽阀溢出流至连接4台锅炉的主蒸汽管道,与另3台锅炉输出的蒸汽相遇发生水击。

实践证明:供热系统因水击而产生的增压波和减压波交替作用所造成的危害是十分严重的。管道系统剧烈振动会使保温层脱落,或产生噪音以及从补给水箱或高位膨胀管中大量冒水。特别是高温热水、蒸汽为热媒的供热系统在停泵时所产生的水击现象比低温水、蒸汽系统更具有破坏性。因此,对热水、蒸汽供热系统水击问题应予以足够的重视。

2.3日本核电厂水击问题

2004年11月7日,日本静冈县中部电力(公司)滨冈核电厂发生管线破裂事故,在一号发电机组紧急反应堆冷却系统中的“L”形管线内发现一些积水,这些积水和水蒸气相遇时急速膨胀并产生强烈冲击波,从而造成“水击现象”使管线破裂。当场造成4人死亡,7人受伤。

3管道水击的防护措施

由于水击可能对管道或设备等造成很大破坏，因此有必要根据具体情况采取相应的措施来消除水击或减少水水击压力。

3.1增设防止水击的设备

(1)安装水击消除器。当管路中压力升高时弹簧受到压缩,于是打开了水的通路,水被排出而泄压,因此降低了水击压力；

(2)在水泵出口处增设泄压阀,采用被动的泄压方法让水击产生的压力增值释放掉,从而达到保护管道及水泵的目的；

(3)在循环泵前、后的管路之间安装止回阀的旁通管,可防止由于突然停泵引发的水击；

(4)

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(7)

3.2

(1)

(2)

(3)

(4)

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