建筑工程壓力管道在運行時，由于突然停電或停泵，使管道中的水的流速和動量發生急劇變化，從而發生水錘（水擊）現象。水錘現象可導致管道系統的劇烈震動，對管道系統造成影響或破壞，甚至危及設備和人身的安全。接下來，小編帶大家詳細了解一下，建筑工程中的壓力管道水錘現象，及其防范措施。

一、什么是水錘現象？

在壓力管道中，在一定外界因素（如開泵、停泵、開關閥門過快）作用下，使得液體的流速急劇變化，從而造成管道中的液體壓力顯著、反復、迅速地變化，由于壓力水流的慣性，產生水流沖擊波，就象鐵錘敲打一樣，這種現象稱為水錘（或叫水擊）。

正常情況下，水管內部，水流流動自如。當打開的閥門突然關閉，水流對閥門及管壁，主要是閥門會產生一個壓力。由于管壁光滑，后續水流在慣性的作用下，迅速達到最大，并產生破壞作用，這就是水利學當中的“水錘效應”，也就是正水錘。相反，關閉的閥門在突然打開后，也會產生水錘，叫負水錘。負水錘也有一定的破壞作用，但沒有正水錘引起的破壞作用大。

二、水錘現象的根源

由于液體存在慣性和可壓縮性，管道是又彈性材料，當打開的閥門突然關閉，液體對閥門及管壁，主要是對閥門會產生一個壓力。由于管壁光滑，后續液體在慣性的作用下，不斷的壓縮前方液體，液體把壓力傳遞給閥門和管壁。以上情況即是通常所說的“正水錘”。 相反，關閉的閥門在突然打開后，也會產生水錘，叫“負水錘”。 水錘是流體系統里的一種能量消耗不及時導致的現象，本質是能量波場的不平衡，多余能量無法及時在流體里消耗，所以傳給管道系統，以震動、聲波的方式進行消耗，同時液體粘性作用也消耗能量，使水錘的波動幅值逐漸趨于消失。 

三、水錘在管道中的傳播 

水錘在管道中的傳播就形成了水流沖擊波，水流沖擊波在傳播過程中，管道各斷面的流速和壓強均周期性的升高和降低，設想流速突然變化、波動過程無能量損失的水擊模型，上游接水庫，當下游閥門突然關閉時，靠近閥門的液體流速由正常降低至零，壓強增大。這種減速增壓的增壓波以彈性波速的形式上行傳播，歷時一段時間到達上游末端，以壓強恢復為原始壓強的減速減壓常壓波向下行傳播，經歷同樣的時間回到閥門。此后再以壓強低于原值的增速減壓波上行傳播，又以增速增壓的常壓波下行回到閥門，從而完成整個水擊周期 。以后又將不斷地重復上述波動過程。閥門突然開啟時，水錘現象與上述情況相反。如果不存在水力摩阻，則上述的水錘過程將永遠地反復下去，但由于水力摩阻的存在，水錘過程不可能永遠地振蕩下去，水流沖擊波因摩擦損失而逐漸衰減，在一定時段內逐漸消失。

四、水錘壓強 

水流沖擊波在閥門和水庫之間往返一次所需的時間，稱為一個相長，如果引起水流速度突然變化發生的時間小于一個相長，此種水流沖擊波為直接水錘，如果引起水流速度突然變化發生的時間大于一個相長，此種水流沖擊波為間接水錘。由于直接水錘破壞性大，故此處只列出水錘壓強最大值的公式，P=ρ.α. V，P為水錘壓強最大值，ρ為液體的密度，α水流沖擊波的傳播速度，V為水擊前管中平均流速，從上式中可以得出結論：水錘壓強最大值只與水流沖擊波傳播速度和水擊前管中平均流速有關。故在預防水錘時直接水錘為主要預防對象，并且應盡量降低水錘壓強的最大值。 

五、水錘的預防措施 

在建筑工程各類給水管道設計中，可以采取相當多的技術措施，如：盡量縮短管道長度，或保證閥門一定的啟閉時間；如增大管道直徑以降低管中流速，從而使水錘發生時速度的變化量降低，相應地減小水錘壓力的數值；如在管道上裝設安全閥及抗水錘的專用閥門，當管中壓力升高值超過允許數值時，安全閥開啟泄壓，使管中壓力不致有過大的升高等一系列防范措施。運行時對于壓力管道發生水錘時，也能采取適當處理措施控制防范水錘的產生與擴大：

5.1 壓力管道內留有蒸汽或空氣而發生水錘時，可暫將水泵停運，停止管道內水錘的能量的來源，并同時開啟管道上的空氣閥，排出空氣，打開低點疏水閥，排盡積水。檢查管道系統的放空閥沒有空氣排出，排水閥無積水排出時，關閉排水閥，對水泵出口閥前管道系統進行注水，此時注意放空閥不能關閉，在注水期間觀察放空閥的空氣排出情況。當放空閥排出的水流趨于穩定時，關閉放空閥，重新啟動水泵運行，但注意水泵出水閥后的放空閥要處于打開狀態，待出水流水穩定后在關閉。 

此類水錘一般容易發生在循環水管道系統，最易形成水錘的運行工況是循環水泵啟、停，出口蝶閥開、關過程時。避免發生水錘的措施是：水泵出口蝶閥開、關行程的時間曲線應符合設計要求進行調整，啟泵前應設法向管道系統內灌水、排盡空氣，啟泵后再排出剩余的空氣。 

5.2 水泵或出口逆止閥工作不正常而發生水錘時，應及時切換為備用泵運行，檢查水泵及逆止閥。若是流量不穩、波動大引起的，則應設法調整相關水泵或閥門以保持流量穩定。 

5.3 要注意高溫飽和水管道及相關設備的調節，防止壓力驟然下降，管道內飽和水汽化引起沖擊。此類水錘容易發生在凝結水管道和中低壓給水管道系統中，因此在這些系統運行時，應特別注意閥門開啟和關閉時間的調節。 

5.4 根據管道特性調整各類電動閥門啟閉時間，適當延長閥門的啟閉時間。采用正確的閥門操作方法，管道操作中啟停過程應嚴格按照調試和運行規程控制閥門的開關順序及速度。 

總之，水錘在有壓管道中是客觀存在的，在建筑汽（水）壓力管道中也是一個非常普遍的問題，并且危害非常大。但只要能正確認識水錘發生的原因，在工程中采用合理的預防措施和操作方法，一定能將水錘的危害降到最低。

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