水锤

水锤的定义，正水锤和负水锤

水锤是在压力管道中，由于液体流速的突然变化，从而造成管路中液体的压力显著的反复的、迅速变化的现象称为水锤或称作水冲击。正水锤是当压力管路上的阀门迅速关闭或水泵突然启动运行时，是管路压力显著上升，这种以压力显著升高为主要特征的水锤为正水锤。负水锤是在压力管路上的阀门迅速开启或水泵突然停止时，管路压力明显降低，这种以压力明显降低为主要特征的水锤叫负水锤。

什么叫水锤？

在压力管路中，由于液体流速的急剧变化，从而造成管中的液体压力显著、反复、迅速地变化，对管道有一种“锤击”的特种。这种现象称为水锤。

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。[1]

“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。

电动水泵合电压起动时，在不到1s的时间内，即可从静止状态加速到额定转速，管道内的流量则从零增加到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，所以，流量的急剧变化将在管道内引起压强过压或过低的冲击，以及出现“空化”现象。压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”。

水锤效应只和水本身的惯性有关系，和水泵没有关系。

效应危害

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

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。[1]

“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。

电动水泵合电压起动时，在不到1s的时间内，即可从静止状态加速到额定转速，管道内的流量则从零增加到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，所以，流量的急剧变化将在管道内引起压强过压或过低的冲击，以及出现“空化”现象。压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”。

水锤效应只和水本身的惯性有关系，和水泵没有关系。

水锤效应

“水锤效应”是指当打开水管的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁产生一个压力；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。

水锤现象在有压力管路中，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，平时预防水锤发生的措施主要有以下几个方法： 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。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

水锤的产生机理实际上是快速关断水阀时引起的水管内水柱的共振。若破坏了这种共振，水锤现象就不会出现。可以在产生水锤的那根管（阀门）处增加阻尼（可以另加一个阀门，并关到适当的大小），应该可以避免水锤现象。

何谓水泵的汽蚀现象?

液体在叶轮入口处流速增加，压力低于工作水温的对应的饱和压力时，会引起一部分液体蒸发（即汽化）。蒸发后的汽泡进入压力较高的区域时，受压突然凝结，于是四周的液体就向此处补充，造成水力冲击。这种现象称为汽蚀。

由于连续的局部冲击，会使材料的表面逐渐疲劳损坏，引起金属表面的剥蚀，进而出现大小蜂窝状蚀洞，除了冲击引起金属部件损坏外，还会产生化学腐蚀现象，氧化设备。汽蚀过程是不稳定的，会使水泵发生振动和产生噪声，同时汽泡还会堵塞叶轮槽道，致使扬程、流量降低，效率下降。

水泵在运转时，若由于某些原因而使泵内局部位置的压力降低到水的饱和蒸汽压力时，水就会产生汽化而形成汽液流。从水中离析出来的大量汽泡随着水流向前运动，到达高压区时受到周围液体的挤压而溃灭，汽泡内的汽体又重新凝结成水，这种现象称为水泵的汽蚀现象。

水泵的汽蚀现象,水泵汽蚀的危害性汽蚀又称空化，是液体的特殊物理现象。水泵在运行过程中，由于某些原因使泵内局部位置的压力降到水在相应温度下的饱和蒸汽压力(汽化压力)时，水就开始汽化生成大量的气泡，汽泡随水流向前运动，运动到压力较高部位时，迅速凝结、溃灭。泵内水流中汽泡的生成、溃灭过程涉及到物理、化学现象，并产生噪声、振动和对过流部件的侵蚀。这种现象称为水泵的汽蚀现象。水泵在产生汽蚀的过程中，由于水流中含有汽泡破坏了水流的正常流动规律，改变了流道内到过流面积和流动方向，因而叶轮与水流之间能量交换的稳定性遭到破坏，能量损失增加，从而引起离心泵的流量、扬程和效率的迅速下降，甚至达到断流状态。这种工作性能的变换，对于不同比转数的水泵是不同的。低比转数的离心泵叶槽狭长，宽度较小，很容易被汽泡阻塞，在出现汽蚀后，Q-H、Q-η曲线迅速降落。对中、高比转速的离心泵和混流泵，由于叶轮槽道较宽，不易被汽泡阻塞，所以Q-H、Q-η曲线先是逐渐下降，汽蚀严重时才开始锐落。对高比转数的轴流泵，由于叶片之间流道相当宽阔，故汽蚀区不易扩展到整个叶槽，因此Q-H、Q-η曲线下降缓慢。汽泡溃灭时，水流因惯性高速冲向汽泡中心，产生强烈的水锤，其压强可达(33-5700)mpa，冲击的频率达2万-3万次/ s,这样大的压强频率作用于过流部件上，引起金属表面局部塑性变形与硬化变脆，产生疲劳现象，金属表面开始呈峰窝状，随之应力更加集中，叶片出现裂缝和剥落。这就是汽蚀的机械剥蚀作用。在低区生成汽泡的过程中，溶解于水中的气体也从水中析出，所以汽泡实际是水汽和空气的混合体。活波气体(如氧气)借助汽泡凝结时所产生的高温，对金属表面产生化学腐蚀作用。在高温高