水锤效应

由于压力水流惯性产生的冲击波
水锤效应(Water hammer)是指在水力学中,当打开的阀门突然关闭时,导致封闭管道系统中的压力迅速上升,由于水流的惯性产生可能对管道和设备造成损坏的冲击波。通常发生在泵突然启动、停止或故障,泵速度变化,或管道系统内水流速度的突然开启或关闭时。类似地,关闭的阀门突然打开后也会产生负水锤,虽然破坏力较小。这种现象可能由低推力部件引起,因为它们无法保持阀门在接近阀座的位置,导致泵或阀门突然关闭,进而产生水锤效应。快速开启型流量特性的阀门也可能引起水锤效应。[2][3]水锤效应可能导致管道破裂、损伤管子支架和管道接头,对阀门可能会导致阀芯严重振动,造成阀芯、垫片或填料失效。[3]

定义

水锤效应是指在水力学中,当打开的阀门突然关闭时,由于水流的惯性产生的冲击波,是在封闭管道系统中的压力迅速上升的结果,导致水流产生破坏作用。[2]通常是由于泵突然启动、停止(或故障)、泵速度变化或管道系统内水流速度的突然开启或关闭而引起的。类似地,关闭的阀门在突然打开后也会产生水锤,称为负水锤,虽然破坏力较小。当阀门接近关闭时,闭合元件会突然吸入阀座,这被称为溶缸闭锁效应。这种效应主要由低推力部件造成,因为该部件没有足够的推力来保持在接近阀座的位置,导致泵或阀门突然关闭,进而产生水锤效应。在一些情况下,快速开启型流量特性的阀门也可能引起水锤效应。[3][2]
从技术上讲,由水锤效应引起的快速压力上升并不一定是问题,只要没有超过管道的承压能力,管道设计允许一定的过压和可以安装承受更高压力的阀门。但是不能在系统中反复出现严重的水锤效效应。管道也许能够在相对短的时间内吸收水锤效应带来的影响,但管道可能会因为系统的反复疲劳效安全性削弱,并可能在之后的某个时候发生破裂。[2]