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停泵水錘的原因及防止控制方法
點擊次數:1552 發布時間:2014-9-22
停泵水錘的原因,防止水錘的方法,防止停泵水錘的方法
在管道中發生水錘現象后,任何一點的流速和壓力不僅與該點的位置有關,而目與時間有關,當水錘波達到某點時,在壓力波達到的瞬間.該點處于一種不平衡狀態。壓力波動和形成的峰值壓力會使設備受到過高的沖擊力。
停泵水錘的原因:當管道中的壓力降低到汽化壓力時,使水汽化.管內形成氣穴.氣穴會使液柱受到拉伸和造成液柱分離。壓力減小后會引起一個向下游傳遞的負壓波.而下游的液體在負壓波到達以前,仍以原來的速度運動,管道中這兩部分液流速度的差別會使上游的液柱趕上下游的液柱,被分離的水柱再度彌合.互相撞擊,導致氣泡破裂、潰滅,空泡潰滅時水錘極大,造成壓力急驟上升。
偶合水錘波會產生更高的水錘升壓。
zui大允許低壓與管道材質和安裝鋪設方式有:
·塑料管道和玻璃纖維增強塑料管道,低壓zui大值0.2bar
·通過接頭和銅制或鑄鐵管道相連的焊接鋼管(與壁厚有關).壓力
0.4bar(相當于0.6bar低壓)
管道系統中的各點zui小壓力不得低于外界大氣壓。它是停電后zui先形成的系統壓力。所以通常并不是高壓管道系統而是低壓或中壓管網較易產生水錘。
根據儒科夫斯基(JOUK()WSKY)水錘基本公式.壓力變化zui大值的計算公式為
△P=ρa△u
△P-壓力變化值.單位:bar
Ρ-流體密度.單位:kg/m3
a-水錘波傳播速度,單位:m/s
△u-水錘產生前后的流速變化值,單位m/s
水頭變化zui大值的計算公式為
△Hmax=a/guo
△Hmax-水頭變化zui大值,單位:m
g-重力加速度,單位:m/S2
Uo-水錘產生前后管道中的流速變化,
單位:m/s
當一定時間(ts)內,水錘產生前后管道
中出現流速變化(uo)時.水頭變化為zui大值
(△Hmax).公式如下:
ts≤tr=2La
Ts-水錘波反射時間
L-水錘波在管道內往返一次的反射距離
a-水錘波傳播速度
根據儒科夫斯基(JOUKOWSKY)水錘基本公式,水錘壓力為正時發生的正水錘和水錘壓力為負時發生的負水錘會在產生干擾作用前進行疊加。所以管道內可能會出現能夠使管道被壓癟的負壓。
當閥門關閉/開啟時問(ts)≥水錘波反射時間(ts)時,為了計算出時水頭變化
(△H)的zui大值.可在水錘波反射時間內采用流速變化值。
閥門關閉/開啟時間和水錘波反射時間之間的關系表明,閥門關閉,開啟時間(ts)和水錘波反射時間(tr)的比值越大.壓力變化值(△p)越小。為了將水錘壓力控制在允許的范圍內.兩者的比值應為5:1
為了有效控制水錘壓力峰值,可分為兩種情況防止停泵水錘的方法:
在ts一定時,根據兩者的比值、通過下列措施來減小tr:
防止停泵水錘的方法·縮短管路長度
防止停泵水錘的方法·在較長的管線布置時應考慮盡量避免出現駝峰或坡度劇變(例如減小壓力管道的流速、采用合理的調節規律、設置調壓室和水錘消除囂)
在tr一定時根據兩者的比值,通過下列措施來加大ts:
防止水錘的方法·選擇合適的閥門關閉規律
防止水錘的方法·延長停泵時間(例如通過在泵機組上加裝慣性飛輪)
防止水錘的方法·向管路補水或承受管路中的過高壓力(例如通過調壓塔和氣壓罐)
防止水錘的方法·排走突然堵住的液體(例如通過排水閥、安全閥、壓差旁通閥)
根據儒科夫斯基(JOUKOWSKY)水錘基本公式,當水錘產生前后的流速變化值
(△u)和水錘波傳播速度(a)保持為較小的數值時.壓力變化值較小。這對密度小、流速
小和聲速小的液體適用(例如通過采用大直徑的管路)。
如果在管路發計時沒有考慮到可能發生的水錘情況或是沒有制定預防水錘發生的防護措施,那么水錘值的降低幅度會很小,為控制水錘影響所需的成本會非常高。
只能通過合適的緩閉升降式止回閥來避免管道內出現不允許的高壓或低壓。對閥門關閉時間進行調節的過程比較復雜.需要利用訓算機模擬*時間,并現場場調試確。

