管道工程设计中的水锤分析及应对策略

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1、今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取管道工程设计中的水锤分析及应对策略　　1.水锤的危害　　水锤的危害主要有以下几种形式：（1）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（正水锤），其危害很大，会引起水泵、阀门和管道破坏；或水锤压力过低时（负水锤），应力交替变化，会引起管道和设备振动，管道因失稳而破坏。发生负水锤时，管中产生不利的真空，造成水柱断流，和再次结合形成的弥合水锤，对管道破坏更为严重。（2）水泵及阀门的启闭、运行工况改变及

2、其事故紧急停机等动态过渡过程造成的输水管道内压力急剧变化和水锤作用等，常常导致泵房和机组产生振动。（3）水泵反转速度过高或与水泵机组的临界转速相重合，以及突然停止反转过程或电动机再启动，从而引起电动机转子的永久变形，水泵机组的剧烈震动和联结轴的断裂。（4）水泵倒流量过大，引起管网压力下降，水量减小，影响正常供水。　　2.影响水锤的因素　　管道流速小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有

3、关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取　　管道流速越低对于防止水锤发生越有利。管道流速越低，水流惯性越小，速度的微分变化率就越低，从而降低水锤升压和降压。流量相同时，管径越大，流速越低，但投资费用越高。在短距离输水管道系统中，可以选用较大的管径来获得较低的流速以达到控制瞬变压力。而长距离输水管道系统，管径应从投资成本及运营成本综合考虑，一般需要设置水锤防护设备。　　管道平、纵布置　　通常管道的纵向布置需要与现状地面高程相匹配。在管道系统中较高的节点是容易产生负压甚至由于压力降低使管道内的水汽化形成水柱分离，当水柱再次弥合时会产生

4、很大的水压冲击，造成严重危害。所以对于管道系统，最理想的情况是通过改变管道平、纵（可以加大局部管道埋深，降低管道高程，可以有效降低节点高程）布置，可以避免管道内空气的积累或形成负压。　　管道材料　　当流量快速降低时，压力传递速度对于瞬变作用非常重要；较软的管道材料压力传递速度比较硬的管道小。所以使用能够抵抗水力冲击的软管，对于消除水锤非常有效。这也是预应力钢筒混凝土管和球墨铸铁管被广泛用于长距离输水管道工程中的原因。　　管道固定方式　　架空管道比埋地管道更容易受到水锤破坏，这是因为埋地管道的管道基础及覆土为其提供了额外的力量以阻止管道的变形

5、和管道的结构性毁坏。而架空管道则必须加固，才能抵抗本身存在的和水力瞬变产生的应力。小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取　　事故停电及误操作　　停泵水锤多数是由于事故停电及误操作造成的，由于管路系统水流速度突然急剧变化，产生较大的水锤压力波动，有时可达到工作压力的数倍，将会对系统造成重大破坏性事故。　　水泵转动惯量　　转动惯量反映转动

6、刚体的惯性大小，它是刚体绕定轴转动时惯性的度量，如同刚体做平动时质量是其惯性的度量一样[2]。刚体内各质点的质量与它们到转轴距离平方的乘积之总和，称为刚体对转轴的转动惯量。而刚体的转动惯量与角向加速度的乘积等于作用在刚体上的所有外力对转轴之矩的代数和。由此可知，在转矩一定的情况下，转动惯量越大的刚体所获得的角向加速度越小，即越不容易使刚体转动或改变它的转动状态；而转动惯量越小的刚体所获得的角向加速度越大，即越容易使刚体转动或改变它的转动状态。因此，增大水泵机组的转动惯量可以使水泵断电后转速下降的速率减小，这在停泵水锤防护中是具有积极意义的。

7、　　3.工程上常用的防护措施小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取　　上述对影响水锤发生的诸多因素进行了翔实的分析，知道可以通过设计中对设计流速的合理控制、管道平纵走线的合理布置、管材的合理选择以及对系统的正确操作过程降低甚至避免产生水锤危害。下面再介绍些工程上常用的防护水锤设备及操作方法。　　空气阀　　长距离输水管道在开始通水、停止

8、通水、流量调节及事故停泵的不同工况下，需要将管内空气排出或者将管外空气补充至管内，保证管道系统压力稳定。针对空气阀的不同作用，空气阀主要分为以下几类：（1）空气（真空）阀空气（真