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管道的水击现象及其防护 Final revision by standardization team on December 10, 2020.管道的水击现象及其防护摘要：水击是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。
本文介绍了水击现象的定义、理论、形式和形成原因。
概述了水击现象的危害并论述了管道水击的防护措施。
关键词：管道水击现象危害防护措施1 水击现象在日常生活中,我们碰到的水流不稳定现象很多。
当我们快速关闭水龙头或关闭闸阀和水轮机导水叶时,在关闭过程中,随着阀门开度的减少,管道中的流速也逐渐减小,由于水流的动量快速变化,在闸阀的上游部分将产生压力升高;而在下游部分(如在尾水管中)产生压力降低。
当开启阀门或水轮机导水叶时,管道中的流速逐渐增大,在导叶上游部分产生压力降低,而在其下游部分(如在尾水管中)产生压力升高。
特别是在水电站或水泵站的有压引水系统中,通常用导叶或阀门调节流量,以达到适应水电站出力变化或水泵站供水量变化的生产要求。
这种调节往往是快速的,因此必然引起有压引水管道中的流速发生急剧变化,伴随着将产生管道中液体内部压强迅速交替升降的水力现象。
这种交替升降的压强作用在管道、阀门或其他管道元器件上好像锤击一样,故称这种有压非恒定流为水击现象,简称水击。
交替升降的压强称为水击压强[1]。
水击现象的定义水击是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。
当由于某种原因引起管路中流速突然变化时，例如开关阀门过快、突然断电停泵，都会引起管内压力突然变化，造成水击。
当急剧变化的压力波波前通过管路时，产生一种声音，犹如用锤子敲击管路时发出的噪音，故水击亦称水锤[2]。
水击理论弹性水击理论考虑液体的压缩性和管材的弹性,在管道各个截面上液体的流速是位置与时间的函数,V=f(x,t)。
弹性水击理论适用于长距离和液体流速较大的管道,实践证明,这个理论与实际情况相符。
刚性水击理论忽略液体的压缩性与管材的弹性,把管道内的液体视为一条整体的“刚性水柱”,在管道各个截面上的液体流速只是时间的函数,而与位置无关,V一f(t)。
水击现象演示12自循环水击综合实验仪如下图所示：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；5、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。
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。
水击的利用是由图中1、9、11、12、13、5、4、2等组成的水击扬水机来演示的。
什么是压力管道的水击（水锤）现象？有何危害？如何消除？
在压力管道中，由于液体流速的急剧改变，从而造成瞬时压力显著、反复、迅速变化的现象，称为水击，也称水锤。
引起水击的基本原因是：当压力管道的阀门突然关闭或开启时，当水泵突然停止或启动时，因瞬时流速发生急剧变化，引起液体动量迅速改变，而使压力显著变化。
管道上止回阀失灵，也会发生水击现象。
在蒸汽管道中，若暖管不充分，疏水不彻底，导致送出的蒸汽部分凝结成水，体积突然缩小，造成局部真空，周围介质将高速向此处冲击，也会发出巨大的音响和振动。
水击现象发生时，压力升高值可能为正常压力的好多倍，使管壁材料承受很大应力；压力的反复变化，会引起管道和设备的振动，严重时会造成管道、管道附件及设备的损坏。
消除或减轻水击危害的基本方法有：
（1） 缓慢开启或关闭阀门；
（2） 尽量缩短阀件与容器间的管道长度；
（3） 止回阀应动作灵活，不应出现忽开忽关现象；
（4） 管道就装设安全阀、空气阀或蓄能器；
（5） 蒸汽管道送汽前要充分暖管，彻底疏水，然后缓慢开启阀门送汽。
水击现象名词解释水击现象名词解释：一般来说，液体都具有粘滞性，同时它们在其中的运动还伴随着类似气泡上升时所产生的剪应力的粘性剪切力的作用。
因此当液体或气体运动时，若其速度比相邻物体的速度大，就会使其周围的空气受到压缩，并产生负压，这种现象称为水击。
通常把在弹性介质中受到超过介质强度下限的外力作用时，所产生的压缩现象称为高压弹性效应，而把在非弹性介质中受到外力作用时，所产生的压缩现象称为高压液化效应。
水击现象发生在粘滞性液体或固体的表面，但在真空或高压条件下也会发生，在机械加工和冶金过程中，液体或固体物料都会遇到水击现象。
造成液体或固体材料在表面上形成水击的原因很多，主要有：(1)毛细管吸附水击例如，水龙头在开启的瞬间由于温差变化而使水产生毛细管作用，由此而产生大量的水珠，在冷热的交替之中就形成了水击现象。
另外，像蒸汽机等设备，为了增大输出功率，往往在蒸汽管道中引入一些较粗的管子，称为“蛇管”，蒸汽在进入蛇管时，也会因摩擦产生大量的水滴，最终形成水击现象。
(2)外部压力水击液体在密闭的容器里或者是充满液体的真空容器里，当受到外部的压力，即静压力或者负压力作用时，液体会产生水击现象。
例如，在海底打井时，若不对井底的情况进行考察，而贸然下钻，就可能导致发生水击现象，使钻井无法继续进行。
(3)电离水击3)边界层的流动当液体从层状介质内部渗出时，在边界层处往往会发生剧烈的流动，这样就可能在边界层上形成水击现象。
例如，在地下采油过程中，如果注水不够均匀，那么在地层边缘的地方就有可能形成高压区，使边界层上移，从而形成水击现象，从而影响注水。
(4)电化学水击当水溶液中的各个离子不断生成和消失时，也会产生水击现象，例如，在电镀过程中，水溶液中的氢离子不断生成和消失，就会在阴极上形成电流，从而在阳极上产生氢气，这就是电化学水击现象。
(5)扩散水击当气泡向前运动时，如果受到流体的阻碍，这些气泡将被迫改变自己位置、减慢甚至停止膨胀；与此同时，已经达到平衡后正好稳定存在起伏波浪式振荡的小室壁又重新恢复活跃的激励源—微型涡旋（微团）。
