水錘效應(yīng)

水錘的破壞力與水當時的動量有關(guān)，符合沖量定理。Ft=mV，即作用在閥門或管道上的壓力X作用時間=水的質(zhì)量X水的流速。

舉個例子給你聽聽吧,比如我們在路上高速行駛的汽車突然撞墻了,那破壞力是不是很大?那當一輛汽車靠在墻上(此時是靜止的)如果你突然發(fā)動汽車加油門(此時速度較小).你覺得會給墻造成多大破壞?

水錘是在突然停電或者在閥門關(guān)閉太快時,由于壓力水流的慣性,產(chǎn)生水流沖擊波,就象錘子敲打一樣,所以叫水錘。水流沖擊波來回產(chǎn)生的力，有時會很大，從而破壞閥門和水泵。水錘效應(yīng)"是指在水管內(nèi)部，管內(nèi)壁光滑，水流動自如。當打開的閥門突然關(guān)閉，水流對閥門及管壁，主要是閥門會產(chǎn)生一個壓力。由于管壁光滑，后續(xù)水流在慣性的作用下，迅速達到最大，并產(chǎn)生破壞作用，這就是水力學當中的"水錘效應(yīng)"，也就是正水錘。在水利管道建設(shè)中都要考慮這一因素。相反，關(guān)閉的閥門在突然打開后，也會產(chǎn)生水錘，叫負水錘，也有一定的破壞力，但沒有前者大。

由水錘產(chǎn)生的瞬時壓強可達管道中正常工作壓強的幾十倍甚至于數(shù)百倍。這種大幅度壓強波動，可導致管道系統(tǒng)產(chǎn)生強烈振動或噪聲，并可能破壞閥門接頭。對管道系統(tǒng)有很大的破壞作用。為防止水錘需正確設(shè)計管道系統(tǒng)，防止流速過高，一般設(shè)計管子流速應(yīng)小于3m/s，并需控制閥開、閉速度。

因開泵、停泵、開關(guān)閥門過于快速,使水的速度發(fā)生急劇變化,特別是突然停泵引起的水錘,可以破壞管道、水泵、閥門,并引起水泵反轉(zhuǎn),管網(wǎng)壓力降低等。水錘效應(yīng)有極大的破壞性:壓強過高，將引起管子的破裂，反之，壓強過低又會導致管子的癟塌，還會損壞閥門和固定件。在極短的時間里，水的流量從零猛到額定流量。由于流體具有動能和一定程度的壓縮性，因此在極短的時間內(nèi)流量的巨大變化將引起對管道的壓強過高和過低的沖擊。壓力沖擊將使管壁受力而產(chǎn)生噪聲，猶如錘子敲擊管道一樣，故稱為水錘效應(yīng)。

?水錘效應(yīng)是一種形象的說法.它是指給水泵在起動和停止時，水流沖擊管道，產(chǎn)生的一種嚴重水擊。由于在水管內(nèi)部，管內(nèi)壁是光滑的，水流動自如。當打開的閥門突然關(guān)閉或給水泵停止，水流對閥門及管壁，主要是閥門或泵會產(chǎn)生一個壓力。由于管壁光滑，后續(xù)水流在慣性的作用下，水力迅速達到最大，并產(chǎn)生破壞作用，這就是水力學當中的"水錘效應(yīng)"，也就是正水錘。相反，關(guān)閉的閥門在突然打開或給水泵啟動后，也會產(chǎn)生水錘，叫負水錘，但沒有前者大。

在蒸汽主管上由于輻射散熱的原因，會產(chǎn)生冷凝水。蒸汽在管道內(nèi)高速的流動從而帶動冷凝水一起流動造成了漣漪。通過這種情況，隨著蒸汽的帶動冷凝水在管道內(nèi)慢慢形成了一定的規(guī)模。這個就類似于由于強風而形成巨大的浪。

在這種情況下，水錘現(xiàn)象發(fā)生是當冷凝水猛烈的撞擊到彎頭或一個關(guān)閉著的閥門。

當蒸汽損失了熱量，它會轉(zhuǎn)變?yōu)槔淠?，其體積會比蒸汽小1000倍。因此當蒸汽進入接觸到低溫的冷凝水從而發(fā)生冷凝，蒸汽的體積立刻發(fā)生巨大的變化。

當蒸汽在冷凝過程中，由于體積減小會暫時形成真空狀態(tài)，因此管道內(nèi)的冷凝水會被吸到這個真空的空間。這種情況就會形成水錘，冷凝水在管道內(nèi)形成浪涌互相的撞擊。

簡而言之，管道內(nèi)的低溫冷凝水與蒸汽混合是非常危險的。但這樣的情況又是非常普遍的，像在冷凝水回收系統(tǒng)中或類似的系統(tǒng)，這種是一種非常難以解決的水錘形式。

值得注意的是這種類型的水錘形式不僅僅出現(xiàn)在冷凝水回收系統(tǒng)中，也同樣會發(fā)生在蒸汽配送管道和蒸汽用設(shè)備中。

以上所提及的兩大類型水錘都會產(chǎn)生巨大的破壞，但相對而言第二種形式的水錘發(fā)生的頻率更高。

曾經(jīng)，普遍認為越是低溫的冷凝水越可能造成嚴重的水錘。然而，實驗卻揭示了一個驚人的事實，實驗表明當冷凝水的溫度略低于蒸汽溫度時會對水錘的形成造成最大的影響。

更確切的講，假設(shè)當蒸汽溫度為100℃，冷凝水溫度處于70℃~80℃時產(chǎn)生水錘的幾率要大于冷凝水溫度處于50℃~60℃時。

事實上，水錘所造成的影響是通過計算得出數(shù)據(jù)的。這個計算結(jié)果可以顯示出水錘的強度與蒸汽冷凝的體積的關(guān)系。(蒸汽塊)

通過三個圖表我們可以看出冷凝水的溫度情況:

左邊的圖表:蒸汽接觸到低溫的冷凝水立刻發(fā)生冷凝現(xiàn)象。如這種情況，當有水錘發(fā)生時也只會產(chǎn)生小的蒸汽泡，不會形成大的蒸汽塊，因此只會形成小型的水錘。

中間的圖表是最大的隱患。由于冷凝水與蒸汽的溫差相對較小，在20-30℃之間。因此冷凝水不會馬上冷凝，但通過逐步的累積，當蒸汽到達冷凝點時，全部的蒸汽會立刻發(fā)生冷凝。由于緩慢的冷凝時間，從而使蒸汽與冷凝水接觸的時間很長，會產(chǎn)生大量的蒸汽泡，形成大型的水錘。

右邊的圖表:蒸汽與冷凝水接觸時的溫度相同。在這種情況下，不會有蒸汽冷凝的情況發(fā)生同時也不會產(chǎn)生水錘。這一情況證明了當飽和冷凝水排出疏水閥時的溫度與閃蒸汽的溫度相同時，是不會水錘產(chǎn)生的。

水錘作用大小則視發(fā)電水路之流量與水頭落差(指管路兩頭落差)，瞬間流量與水頭落差愈大，造成流速愈快，相對地水流的慣性動量愈大，產(chǎn)生水錘作用所造成之巨大壓力更是驚人，有可能造成設(shè)備之損害，因此通常會有泄壓裝備將管內(nèi)壓力宣泄，減低管內(nèi)水流造成沖擊波持續(xù)震蕩。參見:如何減緩水錘作用力

水錘作用之發(fā)生并不僅在水流，流體(包括:氣體、液體及氣液混合體)之管路流動，均有可能產(chǎn)生水錘作用。