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水锤是个什么东西?如何消除或避免?

水锤是个什么东西?如何消除或避免? 环保莞家
2020-08-01
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导读:点击上方“环保莞家”,关注我们 顾名思义,“水锤”就是一向温柔好脾气的水,突然间暴走了!仿佛一个坚硬的大铁锤
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 顾名思义,“水锤”就是一向温柔好脾气的水,突然间暴走了!仿佛一个坚硬的大铁锤,向你家的水管道发出会心一击。那好端端的,水怎么会暴走呢?


水锤的案发过程


  • 首先,当我们打开水龙头(门阀)放水时,在内壁十分光滑的水管内部,水流十分轻快地流动着。初中物理老师告诉我们:这时的流水具有一定的惯性


  • 突然,门阀/水泵停止了。跑在前面的水猝不及防,“BOOM”地冲击到管壁、门阀上。


  • 此时,由于惯性的作用,跑在后面的水仍在继续高速向前奔涌,叠加到前方,形成一个水流冲击波压强产生大幅度波动,对阀门、管壁或泵产生一个巨大的压力:“BOOM!”有时在关水龙头时、洗衣机运行过程中……你会听到家里的水管传来沉闷的撞击声响,那可能就是水在“实锤”了。

水锤效应,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,从而引起水击,这种水力现象称为水击或水锤。

  特别是管道系统,由于停水时开启水龙头等原因,可能进入了一定的空气。而空气是具有弹性的,那么气水混合,造成的水流冲击波会更大由水锤产生的瞬时压强,可达管道正常工作压强的几倍、十几倍甚至几十倍这种大幅度压强波动和强烈震动,对管道系统和用水设施都会产生很大的破坏作用

当我们打开家里的水龙头时、净水器开机停机时……水锤作用都可能在不同程度地发生一旦水锤的强度超过了一定限度,或者反复发生,家里的输水管道就可能扛不住破裂等待着你的就可能是推开柜门/房门时,对着满地的水干瞪眼。

净水器也不可避免会被危及。由于净水器内部有着精密的水路系统,被水锤破也是可想而知的后果。你当然不希望精心布置的家“泡汤”,更不希望精心挑选的净水器英年早“坏”。


防范水锤现象,我们该怎么办?


  • 专业的角度来讲,可以考虑安装减压阀、完善管道设计、配置空气罐……但这些对于普通消费者而言,还是太遥远了。


01 
要小心,水锤发生常见场景

(1)阀门关闭太快的情况下,后续水流在惯性的作用下,迅速达到最大,并产生破坏作用,这就是流体力学当中的“水锤效应”,也就是正水锤。

(2)关闭的阀门又突然打开后,也会产生水锤,叫负水锤,也有一定的破坏力,但没有前者大。

(3)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,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。

(4)输水管道过长,高差过大,管道中水流速度过大等。

02
要重视,水锤现象的危害

水锤引起的局部压强升高,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、压强过低又会导致管道的瘪塌,还会损坏阀门和固定件
4、引起水泵反转,破坏泵房内设备,严重的造成泵房淹没等事故,影响生产和生活。在膜项目中,严重时会将膜元件击的粉碎,带来不可恢复的损失。

所以,解决水锤效应的方案、防护成为水处理工程中关键性的工艺技术之一。

03
要学习,从案例看解决办法

有这么一个案例:某项目现场,由于现场空间问题,超滤膜水平安装。经常出现两端开裂,渗漏等多种问题。


最终原因:发现是开泵开阀瞬间排气不净,产生水锤和气锤造成。
解决方案:每个端盖加装了排气阀,进水阀门从气动改电动慢开阀门。

总结“水锤现象”的解决办法,要注意“防范在先、预防为主”, 一般措施有:
1)高压泵采用软启动方式避免,如降压启动、变频调速启动、带自动控制器的串电阻启动。

2)在操作方式上避免如在启动时将进口阀门关闭或关小,然后缓慢打开阀门,直到达到系统工作压力时为止。

3)利用控制防止避免如用 PLC 控制一电动慢开门,在几十秒的时间内打开阀门。

4)利用安装工艺防止,如在浓水排放口设一回流管道,使得管道的最高点超过反渗透装置中最高的压力容器,这样在装置停止运行时就会在压力容器内存满水。


整理:环保莞家

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