有壓管流ppt課件(2)-資料下載頁
2025-04-30 22:13本頁面
【正文】 有壓管道中的水擊 有壓管流中，由于某種原因（閥門突然關(guān)閉或水泵機(jī)組突然停機(jī)等），使得水流速度突然停止所引起的壓強(qiáng)大幅度波動現(xiàn)象稱為水擊或水錘（ water hammer）。 水擊所引起的壓強(qiáng)升高可達(dá)管道正常工作的幾十倍甚至上百倍，具有極大的破壞性。 以水管末端閥門突然關(guān)閉為例。當(dāng)水流以流速 v0 在管道中流動時，v0閥門突然關(guān)閉時，最靠近閥門處的水速度由 v0 變成 0 ，突然停Δp忽略流速水頭與水頭損失，管道各斷面的壓強(qiáng)水頭均為 ，H止。根據(jù)質(zhì)點(diǎn)系動量定理，動量變化等于外力（閥門作用力）的沖量。因外力作用，水流的壓強(qiáng)增至 p0 +Δp。 Δp稱為水擊壓強(qiáng)。 水擊以波的形式傳播，又稱為水擊波。 第一階段：增壓波從閥門向管道入口傳播過程。閥門關(guān)閉后，水擊壓強(qiáng) Δp以速度為 c 的波向上游，管內(nèi)為增壓狀態(tài)，直至 t = L / c， L 為管長 。 第二階段：減壓波從管道入口向閥門傳播過程。由于管內(nèi)壓強(qiáng)大于水池中壓強(qiáng)，管中水在水擊壓強(qiáng) Δp作用下向水池中以流速 v0 倒流，管內(nèi)壓強(qiáng)逐漸恢復(fù)，直至 t = 2L / c。ΔpΔpv0 第三階段：減壓波從閥門向管道入口傳播過程。倒流的水在閥門處停止，動量變化引起壓強(qiáng)降低 Δp 并以c 向上游傳播，管內(nèi)為減壓狀態(tài)。v0Δpv0又從第一階段開始，重復(fù)這四個階段。 第四階段：增壓波從管道入口向閥門傳播過程。由于水池中壓強(qiáng)大于管內(nèi)壓強(qiáng)，池中水在水擊壓強(qiáng) Δp的作用下由水池以流速 v0 流入管中，管內(nèi)壓強(qiáng)逐漸恢復(fù)，直至 t = 4L / c。Δp式中 c0— 聲波在水中的傳播速度， c0= 1435m/s；K— 水的體積模量， K = 109 Pa；E— 管壁材料的彈性模量；D— 管道直徑；v0δ— 管 壁厚度。 若閥門的關(guān)閉時間 T ＞ 2L / c ， 返回到閥門的負(fù)水擊壓強(qiáng) 水擊波經(jīng)兩個階段返回到閥門前（ T ＜ 2L / c ）， 閥門已關(guān)閉。這時，閥門處的水擊壓強(qiáng)同閥門瞬間關(guān)閉時相同，這又稱為儒科夫斯基（ Жуковский） 公式。大水擊壓強(qiáng)，這種情況的水擊稱為間接水擊，即種水擊稱為直接水擊。 根據(jù)質(zhì)點(diǎn)系動量定理，可求得直接水壓強(qiáng)的最大值，即將與繼續(xù)關(guān)閥時所產(chǎn)生的正水擊壓強(qiáng)產(chǎn)生疊加，使閥門處的最式中 T = 2L / c 稱水擊波相長， Tz 為 閥門關(guān)閉時間。 防止水擊危害的措施防止水擊危害的措施 。一般給水管網(wǎng)中，限制管中流速。一般給水管網(wǎng)中， v ＜＜ 3 m/s；； ；控制閥門關(guān)閉或開啟時間； ；縮短管道長度或采用彈性模量較小的管道材料； 。設(shè)置水擊消除設(shè)施。 水擊的利用水擊的利用 —— 水錘泵水錘泵
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