5水击

水击计算当发生水击现象时，根据流体力学原理，压力管道中任一点的流速和压力不仅与该点的位置有关，而且与时间有关，这一不稳定状态将持续过渡到下一个稳定状态。

设在水平管内取出一段流体，在时间段△t 内，水击波从流体的一边传递到另一边。

水击波传播速度为a ，所以流体长度为△L= a △t 。

设原有的流速为V 0，水击波通过后的流速为V 0 –△V ，流速变化值为△V 。

压强也从原有的γH 增大到γ(H+△H)，同时流体密度和管道断面都有相应的变化。

根据冲量变化应等于动量变化的原理，即△ p △t = m △V[(γ+△γ)( H+△H)( A+△A)－γHA] △t=()g γγ∆+( A+△A) △L △V 忽略二阶微量，并且t L ∆∆ = a ，得： △H + H A A ∆ = ga △V 再忽略管道断面的变化，得出水击压头的增值为：△H = g a△V = g a(V 0 –V)式中：△H —— 水击压头 ，m ；a —— 水击波速 ，m/s ；V 0 —— 起始流速 ，0.91m/s ；V —— 终了流速 ，0m/s ；A —— 管内截面积，m 2 ；γ —— 流体的容重，kg/m 2. S 2；g —— 重力加速度 ，9.81m/s 2。

再根据连续方程，求得水击波速为：a = EeKD K +1ρ 式中： a —— 水击波速 ，m/s ；K —— 介质的体积弹性模量，1242MPa ；ρ —— 介质密度 ，856kg/m 3 ；D —— 管道内径 ， 0.208m ；e —— 管壁厚度 ，0.0052m ； E —— 管材的弹性模量，2.5×105MPa 。

a 约为 1100m/s 。

水击压头： △H = g a(V 0 –V) =81.91100× 0.91 = 102 m。

水击的名词解释水击是指在液体管道中由于突然关闭阀门、快速关泵或其他原因引起的水流的冲击现象。

水击通常伴随着巨大的压力波、噪声以及可能的管道破裂或设备损坏。

这一现象不仅常见于日常生活中的供水系统和给水排水工程，也在许多工业领域中发生。

水击的发生原因可以从物理和工程角度来解释。

当液体管道中的流动状态发生突变时，液体的动能会突然丧失，产生超压现象，导致水击发生。

水击的原因包括管道突然关闭、泵的快速关停、闸阀闸板突然关闭、水流速度突变等。

水击现象并非仅仅是水管爆裂或水龙头噪声大的表面问题。

它也可能给管道系统带来许多隐藏的问题，如管道的振动和应力集中，设备的磨损和损坏等。

特别是对柔性管道而言，由于其较低的刚度，更容易受到水击的影响，因此在工程设计和运行中需要特别注意。

在日常生活中，我们常常会遇到水击现象。

当我们在家中使用水龙头，突然关闭水流，就会听到明显的噪音，这就是由于水击效应导致的。

同样，在供水系统中，当阀门关闭速度过快时，也会产生水击现象。

这不仅会给管道系统带来噪声问题，还可能对管道和水泵等设备造成损坏。

工程领域中，水击问题更加复杂且严重。

例如，在一座大型水电站中，当发电机组突然停机，液压系统急速关闭时，就会产生严重的水击现象。

这不仅可能损坏供水系统中的各种设备，还可能对整个水电站的运行安全造成威胁。

为了解决水击问题，工程师们采取了一系列的措施。

其中包括增加管道的刚度和强度，安装减压泄水装置，调整闸阀关闭速度，使用液压缓冲器等。

这些方法可以减缓或消除水击现象，并保护管道系统和设备的安全运行。

此外，研究水击现象对于改进水力学理论和工程实践也具有重要意义。

通过深入研究水击的发生机理和规律，可以优化管道系统的设计和运行方案，提高水力设备的工作效率，减少能源消耗和环境污染。

总之，水击是一种由于液体流动突变引起的冲击现象，它在日常生活和工程实践中都非常常见。

水击不仅会产生噪声和管道破裂等问题，还可能对工程设备带来隐藏的损害。

管道的水击现象及其防护水击现象是指由于管道中液体的突然阻塞或急剧减速引起的压力冲击现象。

水击现象不仅会对管道系统造成严重损坏，还可能对设备和人员安全造成威胁。

因此，了解水击现象的成因以及采取适当的防护措施是非常重要的。

一、水击现象的成因水击现象的成因主要有以下几个方面：1. 管道突然关闭或开启：当管道中的液体在流动中突然关闭或开启时，液体的动能会突然减小或增大，导致液体产生压力冲击，产生水击现象。

2. 泵站操作不当：在泵站操作中，若启动或停止泵的方式不合理，会导致液体流量突然改变，引发水击现象。

3. 变频控制系统故障：变频控制系统主要用于调节管道流量。

若系统出现故障，可能导致流量突变，引发水击现象。

二、水击现象的危害水击现象对管道系统以及相关设备和人员安全造成的危害是非常严重的。

下面是水击现象可能引发的一些危害情况：1. 管道破裂：由于水击现象产生的高压冲击力可能使管道发生破裂，导致液体泄漏，造成生产中断和环境污染。

2. 设备损坏：水击现象会对泵站及与之相连的设备产生不良影响，可能导致设备损坏、故障或提前寿命。

3. 人员伤亡：在水击现象发生的环境下，对人员安全构成威胁。

例如，当管道破裂时，喷出的高压液体可能对工作人员造成伤害甚至生命危险。

三、水击现象的防护措施为了避免或减少水击现象的发生，可以采取以下一些常见的防护措施：1. 安装减压阀或消声器：减压阀或消声器可以有效地减少管道中的冲击压力，降低水击现象的发生概率。

2. 慢启动系统：在启动泵站时，可以采用慢启动系统，使液体流量逐渐增加，避免突然的流量改变，减少水击风险。

3. 控制管道中的气体含量：管道中存在过多气体会增加水击现象的发生概率。

因此，保持管道中的气体含量在合理范围内，可以有效地预防水击现象。

4. 加装吸水阀：吸水阀可以防止液体回流，避免液体突然停止流动引发的水击现象。

5. 定期检查和维护管道系统：定期检查和维护管道系统，包括泵站、阀门、管道等，可以及时发现潜在问题并采取相应的修复措施，预防水击现象的发生。

１．什么叫作水击？２．水击时伴随什么样的现象？３．在收发油作业过程式中，有那些操作会引起水击？４．给生产和设备带来什么样的危害？５．防止和减少水击有哪些措施方法？２．1 水击及其危害水击是压力管道中一种重要的非恒定流。

当压力管道中的流速因外界原因而发生急剧变化时，引起液体内部压强迅速交替升降的现象，这种交替升降的压强作用在管壁、阀门或其他管路元件上好像锤击一样，称为水击。

水击引发的压强的升高或降低，有时会达到很大的数值，处理不当将导致管道系统发生强烈的震动，引起管道严重变形甚至爆裂。

因此，在压力管道引水系统的设计中，必须进行水击压力计算，并研究防止和削弱水击作用的措施。

2 水击压力防护措施为确保管道安全运行，除在设计中慎重考虑外，更应加强管理，制定和遵守严格操作规程。

水击压力计算公式表明：影响水击压力的主要因素有阀门起闭时间、管道长度和管内流速，因此，可针对以上因素在管道工程设计和运行管理中采取以下措施来避免和减小水击危害。

（1）操作运行中应缓慢启闭闸门以延长闸门启闭时间，从而避免产生直接水击并可降低间接水击压力。

（2）由于水击压力与管内流速成正比，因此在设计中应控制管内流速不超过最大流速限制范围。

但有时管道中的流量是一定的，管径一般由动能经济计算确定，减小流速意味着加大管径。

用减小流速的办法降低水击压强，往往是不经济的，一般并不采用。

但在一定的条件下，例如适当的加大管径可以免设调压井时，采用这一措施可能是合理的。

（3）由于水击压力与管道长度成正比，因此在设计中可隔一定距离设置具有自由水面的调压井或安装安全阀和进排气阀，以缩短管道计算长度并消减水击压力。

减压阀适用于引水管道较长和不担任调频任务的中小型水电站是比较经济的。

但由于减压阀在电站机组增加负荷时不起作用，不能改善电站运行的稳定性，电站在变动小负荷（机组额定出力15％以下）时减压阀不动作，因而恶化了机组的速动性，这种一般采用调压井减小水击压强。

水锤（水击）的产生、危害与防护措施水锤又称水击。

是指水或其他液体输送过程中，由于阀门突然开关、水泵骤然启停等原因，流速突然变化且压强大幅波动的现象。

突然停电或阀门关闭太快，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波，就象锤子敲打一样，我们称之为水锤。

供水管道壁光滑，后续水流在惯性的“帮凶”下，水力迅速达到最大，所以容易造成破坏作用（如破坏阀门和水泵等），这就是水力学中的“水锤效应”，也叫正水锤；相反，阀门或水泵突然开启，也会产生水锤效应，叫负水锤。

这种大幅波动的压力冲击波，极易导致管道因局部超压而破裂、损坏设备等。

所以水锤效应防护是供水管道工程设计施工中必须要考虑的关键因素。

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。

7、不规范的施工是给水管道工程存在的隐患7.1如三通、弯头、异径管等节点的水泥止推墩制作不符合要求。

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、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。

消除或减轻水锤的防护措施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减少输水管道长度，管线愈长，停泵水锤值愈大。

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。

1 水击及其危害水击是压力管道中一种重要的非恒定流。

当压力管道中的流速因外界原因而发生急剧变化时，引起液体内部压强迅速交替升降的现象，这种交替升降的压强作用在管壁、阀门或其他管路元件上好像锤击一样，称为水击。

水击引发的压强的升高或降低，有时会达到很大的数值，处理不当将导致管道系统发生强烈的震动，引起管道严重变形甚至爆裂。

因此，在压力管道引水系统的设计中，必须进行水击压力计算，并研究防止和削弱水击作用的措施。

2 水击压力防护措施为确保管道安全运行，除在设计中慎重考虑外，更应加强管理，制定和遵守严格操作规程。

水击压力计算公式表明：影响水击压力的主要因素有阀门起闭时间、管道长度和管内流速，因此，可针对以上因素在管道工程设计和运行管理中采取以下措施来避免和减小水击危害。

（1）操作运行中应缓慢启闭闸门以延长闸门启闭时间，从而避免产生直接水击并可降低间接水击压力。

（2）由于水击压力与管内流速成正比，因此在设计中应控制管内流速不超过最大流速限制范围。

但有时管道中的流量是一定的，管径一般由动能经济计算确定，减小流速意味着加大管径。

用减小流速的办法降低水击压强，往往是不经济的，一般并不采用。

但在一定的条件下，例如适当的加大管径可以免设调压井时，采用这一措施可能是合理的。

（3）由于水击压力与管道长度成正比，因此在设计中可隔一定距离设置具有自由水面的调压井或安装安全阀和进排气阀，以缩短管道计算长度并消减水击压力。

减压阀适用于引水管道较长和不担任调频任务的中小型水电站是比较经济的。

但由于减压阀在电站机组增加负荷时不起作用，不能改善电站运行的稳定性，电站在变动小负荷（机组额定出力15％以下）时减压阀不动作，因而恶化了机组的速动性，这种一般采用调压井减小水击压强。

水击压头H=a•△V/g= a•(V0－V)/g其中：V0－水击前的流速，米/秒V－水击后的流速，米/秒g－重力加速度，米/秒2a－水击波传播速度，米/秒，与管径、壁厚、管道材质、管道弹性模量、介质密度、介质的体积弹性系数、管道的固定情况有关可见，对输送某种介质的某条管道，水击压头的大小与水击时管道流速的变化量成正比（注意流速应有方向性，假设某方向为正，即反方向应为负）第四节输油管道中的水击一、水击产生的原因及其危害水击现象，是指在压力管路中，由于某种原因而引起流速变化时，引起的管内压力的突然变化。

调保计算（附件5）调保计算⼀、调节保证计算的任务（⼀）⽔击的危害(1)压强升⾼过⼤→⽔管强度不够⽽破裂；(2)尾⽔管中负压过⼤→尾⽔管汽蚀，⽔泵运⾏时产⽣振动；(3)压强波动→机组运⾏稳定性和供电质量下降。

（⼆）调节保证计算⽔击和机组转速变化的计算，⼀般称为调节保证计算。

1．调节保证计算的任务：(1) 计算有压引⽔系统的最⼤和最⼩内⽔压⼒。

最⼤内⽔压⼒作为设计或校核压⼒管道、蜗壳和⽔泵强度的依据；最⼩内永压⼒作为压⼒管道线路布置，防⽌压⼒管道中产⽣负压和校核尾⽔管内真空度的依据；(2)计算丢弃负荷和增加负荷时转速变化率，并检验其是否在允许的范围内。

(3)选择调速器合理的调节时间和调节规律，保证压⼒和转速变化不超过规定的允许值。

(4)研究减⼩⽔击压强及机组转速变化的措施。

2．调节保证计算的⽬的正确合理地解决导叶启闭时间、⽔击压⼒盒机组转速上升值三者之间的关系，最后选择适当的导叶启闭时间和⽅式，使⽔击压⼒和转速上升值均在经济合理的允许范围内。

⼆、⽔击现象1．定义在⽔站运⾏过程中，为了适应负荷变化或由于事故原因，⽽突然启闭⽔泵导叶时，由于⽔流具有较⼤的惯性，进⼊⽔泵的流量迅速改变，流速的突然变化使压⼒⽔管、蜗壳及尾⽔管中的压⼒随之变化，这种变化是交替升降的⼀种波动，如同锤击作⽤于管壁，有时还伴随轰轰的响声和振动，这种现象称为⽔击。

2．⽔击特性(1)⽔击压⼒实际上是由于⽔流速度变化⽽产⽣的惯性⼒。

当突然启闭阀门时，由于启闭时间短、流量变化快，因⽽⽔击压⼒往往较⼤，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，⽔击压⼒将以弹性波的形式沿管道传播。

注:⽔击波在管中传播⼀个来回的时间 tr=2L/a，两个相为⼀个周期2tr=T(3)⽔击波同其它弹性波⼀样，在波的传播过程中，在外部条件发⽣变化处（即边界处）均要发⽣波的反射。

其反射特性（指反射波的数值及⽅向）决定于边界处的物理特性。

三、⽔击波的传播速度⽔击波速与管壁材料、厚度、管径、管道的⽀承⽅式以及⽔的弹性模量等有关，其计算公式为：式中K—⽔的体积弹性模量，⼀般为2.06×l03MPa;E—管壁材料的纵向弹性模数（钢村E=2.06×l03MPa，铸铁E=0.98×l05MPa，混凝⼟E=2.06×l04MPa)；为声波在⽔中的传播速度，随温度和压⼒的升⾼⽽加⼤，⼀般取1435m/s。

五水锤及调节保证计算一、填空题1．水击压强沿管线的分布规律是：末相水击无论是正水击或负水击均为分布。

第一相水击：正水击为上曲线，负水击为下曲线。

2．水击波从至完成两个往返传播过程后压力管道内水流恢复到初始状态，称为水击波的周期；水击波在管道中传播一个往返的时间称为“相”,相为一个周期。

3．水击可分为和。

4．水击计算常选用比较符合实际的合理的边界条件有、、和管径变化点。

5．水库端与完全关闭的阀门端对水击波的反射特性分别为和。

二、判断并改错1．在阀门连续关闭（或开启）过程中，水击波连续不断地产生，水击压强不断升高（或降低）。

2．水轮机引用流量在某种特殊情况下，发生突然改变，随着压力管道末端阀门或导水叶的突然关闭（或突然开启），伴随着压力管道内水流流速的突然改变而产生压强升高（或降低）的现象称为水击现象。

3．反击式水轮机在导叶突然启闭时，其蜗壳和尾水管也将发生水击现象，而且水击现象与压力管道中的水击现象相同4．水电站水击产生的根本原因是水体的惯性以及管壁的弹性作用。

三、简答题1．当调节保证计算不能满足时，通常是采取措施减小水击压强。

那么减小水击压强有哪些措施呢？2．机组调节保证计算的任务？3．简述水击一个周期的传播过程?4．什么是直接水击和间接水击？四、计算题1．某引水式水电站，压力水管末端阀门处静水头H g=120m，压力水管长L=500m，管径D=3m，设计引用流量=30m3/s，管壁厚度=25mm，导叶有效调节时间T s=3s。

（1）已知管壁钢材的弹性模量E s=206×106 kPa，水的体积弹性模量E w=2.06×106 kPa，求压力水管中水击波速a 值。

（2）水轮机由满负荷工作丢弃全部负荷，设导叶依直线规律关闭，求压力水管末端阀门处A点及距阀门上游200m处C点的水击压强。

2．某水电站采用单独供水，压力水管的材料、管径和壁厚沿管长不变，单机设计流量为10 m3/s，压力水管断面积为2.5 m2，水管全长L=300m，最大静水头H g=60m，水击波速取α=1000 m/s，导叶启闭时间T S=3s，求导叶由全开到全关时导叶处的最大水击压强升高值△H 。

水击现象演示.史浴JI淫U上木k的;创"痞门片：二13%執HI岸対•灯昭E泳1、恒压供水箱；2、水击扬水机出水管；3、气压表；4、扬水机截止阀;压力室;6调压筒；7、水泵；8、水泵吸水管；9、供水管；10、调压筒截止阀;11、水击发生阀；12、逆止阀；13、水击室；14、集水箱；15、底座。

水泵7能把集水箱14中的水送入恒压供水箱1中，水箱1设有溢流板和回水管，能使水箱中的水位保持恒定。

工作水流自水箱1经供水管9和水击室13,再通过水击发生阀11的阀孔流出，回到集水箱14。

5、自循环水击综合实验仪如下图所示:实验时，先全关阀10 和4，触发起动阀11。

当水流通过阀11 时，水的冲击力使阀11 向上运动而瞬时关闭截止水流，因而在供水管9 的末端首先产生最大的水击升压，并使水击室13 同时达到这一水击压强。

水击升压以水击波的形式迅速沿着压力管道向上游传播，到达进口以后，由进口反射回来一个减压波，使管9 末端和水击室13 内发生负的水击压强。

通过阀11和12的操作过程观察到水击波的来回传播变化现象，即阀11关闭，产生水击升压，使逆止阀12克服压力室 5 的压力而瞬时开启，水也随即注入压力室内，并可看到气压表 3 随着产生压力搏动。

然后，在进口传来的负水击作用下，水击室13 的压强低于压力室5，使逆止阀12关闭，同时水击阀11 在负水击和阀体自重的共同作用下，向下运动而自动开启。

这一动作既观察到水击波的传播变化现象，又能使本实验仪保持往复的自动工作状态，即阀11开启，水自阀孔流出，又回到这一动作的初始状态，这样周而复始，阀11 不断地启闭，水击现象也就不断地重复发生。

通过逆止阀12、压力室 5 和气压表 3 组成水击压强的定量观察装置，随水击的每次升降压，通过逆止阀12 都向压力室 5 注入一定的水流，而压力室 5 是密闭的，这样就可从与压力室 5 相连的气压表 3 上测量压力室 5 空腔中的压强，如是逆止阀12 不开启时的压强就是产生的最大水击压强值。

管道的水击现象及其防护管道的水击现象是指在水流速度发生突然变化时，由于流体动能转化不及时，引起的管道内的压力冲击波现象。

这种现象常常会给管道和设备带来严重的损坏，甚至造成人员伤亡。

因此，研究管道的水击现象及其防护措施对于保障工业安全具有重要意义。

一、管道的水击现象1. 水击的原因水击现象产生的主要原因是由于管道中的液体突然停止或变化流速造成的。

当液体流速发生变化时，流体的动能不能迅速地转化为压力能，使管道中产生压力冲击波。

比如，当阀门突然关闭时，流体动能迅速减小，使管道内部产生激烈的压力波动。

2. 水击的危害水击现象对管道和设备的危害主要表现在以下几个方面：（1）管道的损坏：水击会导致管道内部的压力迅速增大，超过管道的耐压能力，造成管道爆裂和破损的情况。

（2）设备的破坏：水击会对管道设备、泵站等进行冲击，导致设备的破坏和故障。

（3）人员伤害：水击会产生剧烈的压力冲击波，可能导致工作人员受伤或死亡。

3. 影响水击的因素水击的强度和频率受多种因素的影响，包括管道的材料、管道的几何形状、流速的变化速率等。

而在实际工程中，水击现象也常常与其他因素相互作用，如压力波的反射、管道的共振等。

二、管道水击的防护措施为了避免或减轻管道的水击现象，需要采取一系列的防护措施。

以下是几种常用的防护方式:1. 缓冲器的使用缓冲器是一种常见的防护装置，可用于消除水击现象。

缓冲器通过增加管道的弹性，减缓水击产生的压力冲击波。

根据具体的工程情况，可以选择液力缓冲器、气动缓冲器等不同类型的缓冲装置。

2. 减速阀的安装安装减速阀可以有效减缓液体流速的变化，避免突然的液压冲击。

减速阀可以根据实际需要进行调整，使液体的流速变化平缓，减少水击现象的发生。

3. 排气装置的设置排气装置在管道中起到排除空气和减少压力波反射的作用。

合理设置排气装置，可以减少水击现象造成的压力波反射，有效保护管道和设备的安全。

4. 增加管道的阻尼通过增加管道的阻尼可以减缓水击现象的发生。

水击的名词解释
嘿，你知道水击是啥不？水击啊，就好比是水世界里的一场“小脾
气爆发”！比如说，你正开心地在水管里流淌着，突然前面的阀门“啪”
地一下关上了。

哎呀呀，这可不得了，你就像被猛地撞了一下，然后
就开始“发飙”啦！
水击呢，简单来说就是在有压管道中，由于液体流速的突然变化，
从而引起压强急剧升高和降低的交替变化。

这就好像是一群小朋友在
玩游戏，本来跑得好好的，突然有人喊“停”，大家就都猛地站住，那
种冲击力一样。

想象一下，水管里的水本来好好地流着，速度挺稳定的。

但要是突
然有个什么情况，让水的流速一下子变快或者变慢，那水就不乐意啦，它就要“闹情绪”！这时候，那压强的变化可大了去了，就像你本来心
情好好的，突然被吓了一跳，心跳都加速了呢！
咱再举个例子啊，你看那消防水管，在灭火的时候，水要快速地冲
出去。

要是这时候突然把水龙头关掉，那水击可就来了，说不定能把
水管都给弄破呢！是不是很厉害？
水击可不是开玩笑的，它能对管道啊、设备啊造成很大的损害。

就
好像一个小怪兽，要是不注意它，它能把一切都搞乱。

所以啊，我们
可得重视水击这个家伙，想办法对付它。

我觉得啊，水击虽然有点讨厌，但只要我们了解它，掌握好应对的方法，就能让它乖乖听话，不会捣乱啦！。