1/Концепция

Водният чук се нарича още воден чук.По време на транспортиране на вода (или други течности), поради внезапно отваряне или затваряне наApi Бътерфлай клапа, шибърни кранове, проверете клапите исферични кранове.внезапно спиране на водни помпи, внезапно отваряне и затваряне на направляващи лопатки и т.н., скоростта на потока се променя внезапно и налягането варира значително.Ефектът на водния чук е ярък термин.Отнася се за тежък воден удар, причинен от въздействието на водния поток върху тръбопровода, когато водната помпа се стартира и спира.Тъй като вътре във водопровода вътрешната стена на тръбата е гладка и водата тече свободно.Когато отвореният клапан внезапно се затвори или помпата за подаване на вода бъде спряна, водният поток ще генерира налягане върху клапана и стената на тръбата, главно върху клапана или помпата.Тъй като стената на тръбата е гладка, под действието на инерцията на последващия воден поток хидравличната сила бързо достига максимума и предизвиква разрушителни ефекти.Това е „ефектът на водния чук“ в хидравликата, тоест положителен воден удар.Напротив, когато затворен клапан се отвори внезапно или се стартира водната помпа, също ще възникне воден удар, който се нарича отрицателен воден удар, но не е толкова голям, колкото първия.Въздействието на налягането ще доведе до напрежение на стената на тръбата и ще създаде шум, точно както чук, който удря тръбата, така че се нарича ефект на воден чук.

2/Опасности

Моментното налягане, генерирано от воден удар, може да достигне десетки или дори стотици пъти нормалното работно налягане в тръбопровода.Такива големи колебания в налягането могат да причинят силни вибрации или шум в тръбопроводната система и могат да повредят съединенията на клапаните.Има много вредно въздействие върху тръбопроводната система.За да се предотврати воден удар, тръбопроводната система трябва да бъде проектирана правилно, за да се предотврати твърде висок дебит.Обикновено проектираният дебит на тръбата трябва да бъде по-малък от 3 m/s и скоростта на отваряне и затваряне на клапана трябва да се контролира.
Тъй като помпата се пуска, спира и клапаните се отварят и затварят твърде бързо, скоростта на водата се променя драстично, особено водният удар, причинен от внезапното спиране на помпата, което може да повреди тръбопроводи, водни помпи и клапани, и накара водната помпа да се обърне и да намали налягането на тръбопроводната мрежа.Ефектът на водния чук е изключително разрушителен: ако налягането е твърде високо, това ще доведе до спукване на тръбата.Напротив, ако налягането е твърде ниско, това ще доведе до срутване на тръбата и ще повреди клапаните и фиксаторите.За много кратко време дебитът на водата се увеличава от нула до номинален дебит.Тъй като флуидите имат кинетична енергия и известна степен на свиваемост, огромни промени в дебита за много кратък период от време ще причинят въздействия на високо и ниско налягане върху тръбопровода.

3/генериране

Има много причини за воден удар.Общите фактори са следните:

1. Вентилът внезапно се отваря или затваря;

2. Водната помпа внезапно спира или стартира;

3. Единичен тръбопровод за транспортиране на вода до високо място (разликата във височината на водопроводния терен надвишава 20 метра);

4 .Общото повдигане (или работно налягане) на водната помпа е голямо;

5. Скоростта на водния поток във водопровода е твърде голяма;

6. Водопроводът е твърде дълъг и теренът се променя силно.
7. Неправилното строителство е скрита опасност в проектите за водопроводи
(1) Например производството на циментови упори за тройници, колена, редуктори и други съединения не отговаря на изискванията.
Съгласно „Техническите разпоредби за инженерство на водоснабдителни тръбопроводи от вграден твърд поливинилхлорид“, циментовите колони трябва да се монтират на съединения като тройници, колена, редуктори и други тръби с диаметър ≥110 mm, за да се предотврати движението на тръбопровода.„Бетонни стълбове“ Не трябва да бъде по-нисък от клас C15 и трябва да бъде излят на място върху изкопаната оригинална почвена основа и наклон на изкопа.“Някои строителни партии не обръщат достатъчно внимание на ролята на опорните колони.Те заковават дървен кол или заклинват железен зъб до тръбопровода, за да действат като опорен стълб.Понякога обемът на циментовия кей е твърде малък или не се излива върху оригиналната почва.От друга страна, някои колони не са достатъчно здрави.В резултат на това по време на работа на тръбопровода напорните колони не могат да функционират и стават безполезни, което води до неправилно подравняване и повреда на тръбни фитинги като тройници и колена.​
(2) Автоматичният изпускателен клапан не е монтиран или позицията на монтаж е неразумна.
Съгласно принципа на хидравликата, автоматичните изпускателни клапани трябва да бъдат проектирани и монтирани във високите точки на тръбопроводите в планински райони или хълмове с големи вълни.Дори в равнинни райони с малък вълнообразен терен тръбопроводите трябва да бъдат изкуствено проектирани при изкопаване на окопи.Има издигания и спускания, изкачване или спадане циклично, наклонът е не по-малък от 1/500, а в най-високата точка на всеки километър са проектирани 1-2 изпускателни клапана.​
Тъй като по време на процеса на транспортиране на водата в тръбопровода, газът в тръбопровода ще избяга и ще се натрупа в повдигнатите части на тръбопровода, дори образувайки въздушно запушване.Когато дебитът на водата в тръбопровода варира, въздушните джобове, образувани в повдигнатите части, ще продължат да се компресират и разширяват, а газът ще бъде Налягането, генерирано след компресията, е десетки или дори стотици пъти по-голямо от налягането, генерирано след водата се компресира (публичен акаунт: Pump Butler).По това време този участък от тръбопровода със скрити опасности може да доведе до следните ситуации:
• След преминаване на водата нагоре по течението на тръбата, капещата вода изчезва надолу по течението.Това е така, защото въздушната възглавница в тръбата блокира потока на водата, причинявайки отделяне на водния стълб.​
• Сгъстеният газ в тръбопровода се компресира до максималната граница и бързо се разширява, което води до разкъсване на тръбопровода.​
• Когато водата от висоководен източник се транспортира надолу по течението с определена скорост чрез гравитачен поток, след бързо затваряне на клапана нагоре по течението, поради инерцията на разликата във височината и скоростта на потока, водният стълб в тръбата нагоре по течението не спира веднага .Все още се движи с определена скорост.Скоростта тече надолу по течението.По това време в тръбопровода се образува вакуум, тъй като въздухът не може да се попълни навреме, което води до издуване на тръбопровода от отрицателното налягане и повреда.
(3) Изкопът и насипната почва не отговарят на нормативните изисквания.
Неквалифицирани окопи често се срещат в планински райони, главно защото има много камъни в определени райони.Окопите се копаят ръчно или се взривяват с експлозиви.Дъното на изкопа е сериозно неравно и има стърчащи остри камъни.Когато се сблъскате с това, В този случай, съгласно съответните разпоредби, камъните на дъното на изкопа трябва да бъдат отстранени и повече от 15 сантиметра пясък трябва да бъдат настлани, преди тръбопроводът да може да бъде положен.Строителните работници обаче са били безотговорни или са се подстригали и директно са полагали пясъка, без да настилат пясък или символично да настилат пясък.Тръбопроводът е положен върху камъните.Когато засипването е завършено и водата е пусната в експлоатация, поради теглото на самия тръбопровод, вертикалното земно налягане, натоварването на превозното средство върху тръбопровода и суперпозицията на гравитацията, той се поддържа от един или няколко остри повдигнати камъка в долната част на тръбопровода., прекомерна концентрация на напрежение, много вероятно е тръбопроводът да се повреди в тази точка и да се спука по права линия в тази точка.Това е, което хората често наричат ​​„точков ефект“.​

4/Мерки

Има много защитни мерки срещу воден удар, но трябва да се вземат различни мерки според възможните причини за воден удар.
1. Намаляването на дебита на водопроводите може да намали налягането на водния чук до известна степен, но ще увеличи диаметъра на водопроводите и ще увеличи инвестициите в проекта.При полагането на водопроводи трябва да се обърне внимание на избягването на гърбици или драстични промени в наклона, за да се намали дължината на водопровода.Колкото по-дълъг е тръбопроводът, толкова по-голяма е стойността на хидроудара, когато помпата е спряна.От една помпена станция до две помпени станции се използва водосмукателен кладенец за свързване на двете помпени станции.
Воден чук, когато помпата е спряна

Така нареченият хидроудар със спиране на помпата се отнася до феномена на хидравличен удар, причинен от внезапни промени в скоростта на потока във водната помпа и напорните тръби, когато вентилът се отвори и спре поради внезапно прекъсване на захранването или други причини.Например повреда на захранващата система или електрическо оборудване, случайна повреда на блока на водната помпа и т.н. може да доведе до отваряне на клапана и спиране на центробежната помпа, което води до воден удар, когато помпата е спряна.Размерът на водния чук, когато помпата е спряна, е свързан главно с геометричната височина на помпената стая.Колкото по-висок е геометричният напор, толкова по-голяма е стойността на хидроудара, когато помпата е спряна.Следователно разумна височина на помпата трябва да бъде избрана въз основа на действителните местни условия.

Максималното налягане на водния удар, когато помпата е спряна, може да достигне 200% от нормалното работно налягане или дори по-високо, което може да унищожи тръбопроводи и оборудване.Общите аварии причиняват „изтичане на вода“ и прекъсване на водата;сериозни аварии причиняват наводняване на помпената зала, повреда на оборудването и повреда на съоръженията.повреда или дори причиняване на нараняване или смърт.

След спиране на помпата поради авария, изчакайте, докато тръбата зад възвратния клапан се напълни с вода, преди да стартирате помпата.Не отваряйте напълно изпускателния клапан на водната помпа, когато стартирате помпата, в противен случай ще се получи голям удар на водата.Големи аварии с воден удар в много помпени станции често се случват при такива обстоятелства.

2. Настройте устройство за отстраняване на воден удар
(1) Използване на технология за контрол на постоянно напрежение
PLC автоматична система за управление се използва за управление на помпата с променлива скорост на честотата и за автоматично управление на работата на цялата система на помпената стая за водоснабдяване.Тъй като налягането на водоснабдителната тръбопроводна мрежа продължава да се променя с промените в условията на работа, по време на работа на системата често възниква ниско налягане или свръхналягане, което лесно може да причини воден удар, водещ до повреда на тръбопроводите и оборудването.За управление на тръбопроводната мрежа се използва PLC система за автоматично управление.Откриване на налягане, контрол на обратната връзка на стартиране и спиране на водната помпа и регулиране на скоростта, контрол на потока и по този начин поддържане на налягането на определено ниво.Налягането на водоподаването на помпата може да се настрои чрез управление на микрокомпютъра, за да се поддържа постоянно налягане на водоснабдяването и да се избегнат прекомерни колебания в налягането.Вероятността от воден удар е намалена.
(2) Инсталирайте елиминатора на водни удари
Това устройство основно предотвратява воден удар, когато помпата е спряна.Обикновено се монтира близо до изходната тръба на водната помпа.Той използва налягането на самата тръба като мощност, за да реализира автоматично действие при ниско налягане.Тоест, когато налягането в тръбата е по-ниско от зададената защитна стойност, дренажният порт автоматично ще се отвори за източване на водата.Освобождаването на налягането се използва за балансиране на налягането на местните тръбопроводи и предотвратяване на въздействието на воден удар върху оборудването и тръбопроводите.Елиминаторите най-общо могат да бъдат разделени на два вида: механични и хидравлични.Механичните елиминатори се възстановяват ръчно след действие, докато хидравличните елиминатори могат да се нулират автоматично.
(3) Монтирайте бавно затварящ се възвратен клапан на изходната тръба на водната помпа с голям диаметър

Той може ефективно да елиминира водния чук, когато помпата е спряна, но тъй като определено количество вода ще изтече обратно, когатоAPI 609клапанът е активиран, кладенецът за смукателна вода трябва да има преливна тръба.Има два вида бавно затварящи се възвратни клапани: ударен тип и тип за съхранение на енергия.Този вид клапан може да регулира времето за затваряне на клапана в рамките на определен диапазон, ако е необходимо (добре дошли да следвате: Pump Butler).Обикновено вентилът затваря 70% до 80% в рамките на 3 до 7 секунди след прекъсване на захранването.Оставащите 20% до 30% време на затваряне се регулират според условията на водната помпа и тръбопровода, обикновено в диапазона от 10 до 30 секунди.Струва си да се отбележи, че когато има гърбица в тръбопровода и възниква воден удар, ролята на бавно затварящия се възвратен клапан е много ограничена.
(4) Поставете еднопосочна кула за регулиране на налягането
Тя е изградена в близост до помпената станция или на подходящо място на тръбопровода, а височината на еднопосочната кула е по-ниска от налягането на тръбопровода там.Когато налягането в тръбопровода е по-ниско от нивото на водата в кулата, кулата за регулиране на налягането допълва вода към тръбопровода, за да предотврати счупването на водния стълб и да преодолее водния чук.Обаче неговият ефект на намаляване на налягането при воден удар, различен от воден удар със спиране на помпата, като например воден удар със затваряне на клапан, е ограничен.В допълнение, работата на еднопосочния вентил, използван в еднопосочната кула за регулиране на налягането, трябва да бъде абсолютно надеждна.След като вентилът се повреди, това може да причини голям воден удар.
(5) Поставете байпасна тръба (клапан) в помпената станция
Когато помпената система работи нормално, възвратният клапан е затворен, тъй като налягането на водата от напорната страна на помпата е по-високо от налягането на водата от смукателната страна.Когато случайно прекъсване на електрозахранването внезапно спре помпата, налягането на изхода на водната помпена станция пада рязко, докато налягането на смукателната страна рязко се повишава.Под това диференциално налягане, преходната вода под високо налягане в главната тръба за всмукване на вода отваря пластината на клапана на възвратния клапан и тече към преходната вода с ниско налягане в главната тръба за вода под налягане, което води до увеличаване на ниското налягане на водата там;от друга страна, водната помпа Повишаването на налягането на водния чук от смукателната страна също се намалява.По този начин нарастването на водния удар и падането на налягането от двете страни на водната помпена станция се контролират, като по този начин ефективно се намаляват и предотвратяват опасностите от воден удар.
(6) Настройте многостепенен възвратен клапан
В дълъг водопровод добавете един или повечевъзвратни клапани, разделете водопровода на няколко секции и монтирайте възвратен клапан на всяка секция.Когато водата във водопровода се връща обратно по време на хидроудар, всеки възвратен клапан се затваря един след друг, за да раздели обратния поток на няколко секции.Тъй като хидростатичният напор във всяка секция на водопровода (или секцията с обратен поток) е доста малък, скоростта на водния поток е намалена.Усилване на чука.Тази защитна мярка може да се използва ефективно в ситуации, когато геометричната разлика във височината на водоснабдяването е голяма;но не може да елиминира възможността за отделяне на водния стълб.Най-големият му недостатък е: повишена консумация на енергия на водната помпа при нормална работа и увеличени разходи за водоснабдяване.