水锤的产生

在有压管道中流动的液体，由于某种原因流速发生突然变化，由于液体的惯性，引

起压力急剧增高或降低的交替变化，即几力波。这种现象称为水锤。

(1)压力波传播速度

出水管内传播的压力波的速度可由下式计算

式中a—一压力波传播速度，m/s;

Y——液体的密度，kg/m3;

K—液体体积弹性模量，水在常温下为2. 03 X 109Pa;

E一管材的纵向弹性模量Pa;

D一出水管的内径，m;

t-一出水管管壁厚度，m;

C——出水管固定方式的系数，轴向自由的管C=1

若将常温水的K和Y代人上式，可得在水常温下的简化公式

几种管材的E值如下。

铸铁管108.9X 109 Pa;钢管206 X 109 Pa;预应力混凝土管39.2X 109 Pa;离心力钢筋混凝土管19. 6X 109 Pa;聚氯乙烯管2. 9 X 109 Pa;石棉管25. 5 X 109 Pa;强化塑胶管11.3X 109~22.6 X 109 Pa

(2)水锤的发生过程

1)压缩阶段:阀门关闭，靠近阀门的液体流速突然变为0. 压力p增加到p+△p.压力增高以水锤波的形式从阀门向管道进口侧传播，设水锤波传播速度为a，传到进口的时间为:，如图6-46(a)所示。

2)恢复阶段:增压△p的液体向箱内倒流，使压力恢复到p，液体的压缩被解除.这种减压恢复也以水锤波的形式，从管道进口传播到阀门处.时间为: 如图6-46（b）所示  

3)膨胀阶段:管道进口处的液体，压力增高虽然被解除，由于惯性仍然向水箱倒流首先在靠近阀门处形成一个减压△P水锤波，向管道进口方向传播，最后整个管道

内液体的压力变为p——△p，液体压力降低，处于膨胀状态，时间为: 如图6-46 （c)所示。

4)恢复阶段:   

恢复阶段:靠近管道进口的液体，在两侧压差的作用下，向阀门侧流动，压力也恢复到正常压力P，时间为：
 

时间为  如图6——46 (d）所示。

（3)直接水锤和间接水锤及其正力增高 

1)直接水锤:阀门关闭时，水锤波从阀门处向水箱方向传播，再以常压恢复波的形式返回到阀门之前，阀门已近关闭，即关闭时间。  
 

图6一46 水锤的发生过程

直接水锤的压力增高

式中μ0一关闭阀门前，管道中流体的平均流速，m/s;

a——水锤波传播速度，m/s

P——液体的密度，kg/m3。

2)间接水锤:如果阀门尚未完全关闭

间接水锤的压力增高

式中Tr—水锤波往返一次的时间S

Ts—关闭阀门所用的时间,s

(4)儒可夫斯基计算压力增高公式

式中△H压力上升值;

△μ-一流速变化;

△Q—流量变化。