| 众所周知，大多数液体本质上是不可压缩的，这意味着无论对它们施加多大的压力，它们的体积都不会改变。事实证明，这一特性在液压活塞等动力传输系统中是非常有价值的。然而，它也可能在管道系统中造成灾难性事故的风险。本文讨论的是水锤的潜在风险以及如何通过阀门来减少或消除。 什么是水锤，怎么产生的？ 这种压力峰值与体积成正比，就像一个不屈服的物体高速碰撞墙壁时会发生的情况一样。例如，一根直径为24英寸的50公里长的管道，装满水之后，其质量约为16,000吨。任何对这种物质动量的破坏都需要大量的能量。 因此，在大型管道中，这种现象可能会导致灾难性的破坏，从振动和噪音到管道完全坍塌。 有很多种方法可以防止或减轻水锤，所有这些方法都取决于避免流体运动突然变化或安全消散波浪能量而不损害系统的办法。阀门在这种现象中发挥着关键的作用，因为它们的设计恰恰可以用来改变流体方向。确保系统内阀门的正常运行是设计有效管道系统的基础。 如何操作阀门才能减少或防止水锤？ 一种有效的方法是延长流体运动发生变化的时间。在管道中，通常通过延长阀门的关闭时间来实现，从而允许由于压力损失所引起的能量耗散。当阀门关闭时，其流通能力会下降，这是由阀门两端的压差和通过阀门的流量之间的关系决定的。在一定流量下，关闭率越高，流量越低，给定流量的压差越大。关闭阀门产生的压力峰值与关闭阀门所需的时间相关。瞬时阀门关闭会产生最大压力峰值。虽然极其缓慢地关闭阀门似乎可以完全消除水锤，但这并不是在所有情况或某些应用中都可行的解决方案。 █ 降低流速 减轻水锤潜在破坏性影响的另一种常见技术是故意降低流体在管道内流动的速度。反过来，这个速度又与管道的公称直径相关。问题的关键在于理解这样一种关系：随着管道直径的增加，它本质上提供了流体可以流过的更广阔的横截面积。因此，为了保持恒定的流速，流体必须在较大直径的管道内以较低的速度流动。相反，当使用较小直径的管道时，流体必须以较高的速度通过管道以保持相同体积的流量。流体运动得越快，它的动能就越大，因此，突然变化引起的压力波动也就越明显。 |
