水電站​壓力水管的“隱形殺手” 水擊現象--水輪機|水輪機廠|電機|電機維修|水輪發電機|水輪發電機維修|修理電機|水輪機制造|水利發電設備|水輪機轉輪|水輪發電機|水輪發電機組||水輪機調速器|混流式水輪機|沖擊式水輪機|軸流式水輪機|斜擊式水輪機|小型水輪機|水輪機修理|水輪機維修|-峨眉山建南水電設備制造有限公司

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      水電站​壓力水管的“隱形殺手” 水擊現象

      水擊現象又稱為水錘(Waterhammereffect),是指伴隨著壓力管道內水流流速的突然改變而產生壓強升高(或降低)的現象。


      說的通俗些:


      突然關閉閥門,由于壓力水流的慣性,產生水流沖擊波,就象錘子敲擊一樣,我們稱之為水擊或水錘


      相反,閥門突然開啟,也會產生水擊現象,叫負水擊,也有一定的破壞力,但沒有前者大。


      水擊現象有極大的破壞性



      它是壓力水管的“隱形殺手”:由于水擊的產生,使得管道中壓力急劇增大至超過正常壓力的幾倍甚至十幾倍。


      其危害很大,會引起管道的破裂,影響生產和生活。


      壓強過高,將引起管子的破裂。


      反之,壓強過低又會導致管子的癟塌,還會損壞閥門和固定件。


      所以減小或避免水擊破壞是壓力水管設計施工中必須要考慮的關鍵因素。


      在很多流體力學問題的分析中,都認為液體是不可壓縮的。


      但是,在水擊現象中,液體的壓縮性是主要的控制因素之一。


      在一根截面面積為A的管道中,水流速度為V,水的密度為ρ,在管道的終點有一個閥門。


      如果在某一時刻瞬間關閉閥門,那么就會導致閥門上游的水流流速降低到0。


      如果假定水是不可壓縮的,那么整條管道里面水的流速都會立刻降低到0。


      但是實際上是不會這樣的。


      實際上,由于水也具有一定的壓縮性,而且管道材料也有一定的彈性。


      所以閥門關閉引起的擾動波是以有限速度傳播的。


      如果考慮水的壓縮性,但認為管道是完全剛性的,那么擾動波的傳播速度就是水的聲速。


      如果既考慮水的壓縮性,也考慮管道的彈性(實際的管道總是有一定的彈性),擾動波的傳播速度會比水的聲速小一些。




      水擊波在壓力水管中完成兩個往返傳播過程后壓力管道內水流恢復到初始狀態,稱為水擊波的周期。


      水擊波在管道中傳播一個往返的時間稱為“相”,兩相為一個周期。


      閥門實際關閉不可能為瞬時,存在一個時間過程。


      閥門每關小(或開啟)一個微小開度,閥門處就產生一個水擊波向上游傳播。


      伴隨產生水擊壓強升高。


      在閥門連續關閉(或開啟)過程中,水擊波連續不斷地產生。


      水擊壓強不斷升高(或降低)。





      研究目的有以下幾方面:



      (1)確定水電站引水系統的最大水擊壓強,以確定壓力管道、蝸殼和水輪機強度設計的最大內水壓強;


      2)確定水電站引水系統的最大水擊壓強降低值,作為壓力管道線路布置及尾水管真空度校核依據;


      3)研究水擊與機組穩定運行的關系。


      水擊壓強的最大升高值與最大降低值是機組調節保證的依據;


      4)研究降低水擊壓強的措施。


      當水擊壓強超過容許最大值



      一般采用下列措施加以降低:


      1、縮短管道長度


      2、加大管道斷面


      3、設置調壓室

      4、采用合理的導葉(閥門)啟閉規律


      5、裝置調壓閥(空放閥)


      6、設置水阻器


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