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為什么泵出口不裝“止回閥”容易產(chǎn)生水錘？

2017-03-18 13:29:24 來源：上海水興閥門有限公司

為什么泵出口不裝“止回閥”容易產(chǎn)生水錘？
先看水泵不裝止回閥的后果：
水泵出水管道內(nèi)的水流因開閥、關(guān)閥和停泵等突然變化，引起管內(nèi)流速的突然變化，由此而引起單位時間內(nèi)動量的變化，必然產(chǎn)生相應(yīng)的慣性力，從而引起管道內(nèi)壓力的急升和突降的交替變化現(xiàn)象。這種水流流速和壓力隨時間和位置而變化的現(xiàn)象，稱為水錘（或稱水擊）。

泵站水錘有啟動水錘、關(guān)閥水錘和停泵水錘（由于突然停電等原因形成的）。前兩種水錘在正常操作程序下，不會引起危及機組安全的問題。后者形成的水錘壓力值往往很大，從而釀成事故。

因此，研究水錘和計算水錘的目的是：
①擬定*高水錘壓力對管道和機組造成破壞時的防護措施；
②擬定*低水錘壓力在管道內(nèi)引起不允許的負壓，以及導(dǎo)致對管道破壞時的防護措施；
③防止機組逆轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的破壞現(xiàn)象。

在抽水裝置系統(tǒng)中，泵的特性即作為管道起始一端的邊界條件，現(xiàn)在我們分析一下水泵出口不裝止回閥，管道出口也不設(shè)拍門，當事故停泵，泵失去驅(qū)動力，泵出水側(cè)閘閥無法及時關(guān)閉，管道內(nèi)水倒流時的水錘過程（或稱水力過渡過程），如圖所示

1．水泵工況
水泵失去動力后，水泵的轉(zhuǎn)速急劇下降，泵和出水管道內(nèi)的水流由于慣性而繼續(xù)沿原有方向運動，但其流速迅速減小，壓力下降，直至水流停止正向流動，流量為零。在這一瞬間，水泵仍為正轉(zhuǎn)，水流為正流（由水泵向出水池方向的水流運動稱為正流），稱為水泵工況。

2．制動工況
在出水管內(nèi)流量為零的瞬態(tài)靜止水體，因受到出水池靜水頭的作用，出水管內(nèi)產(chǎn)生了由出水池向水泵流動的逆向水流，逆向水流對仍在正轉(zhuǎn)的水泵葉輪起著制動的作用，迫使機組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速加速下降，直至轉(zhuǎn)速為零。在這一瞬間，由于正轉(zhuǎn)的葉輪對逆流的抵阻，泵出口壓力逐漸升高。這一瞬間的水泵瞬態(tài)工況稱為制動工況。

3．水輪機工況
隨著逆向水流流量的增加，水泵的轉(zhuǎn)速由零而開始逆轉(zhuǎn)，并迅速上升，同時，轉(zhuǎn)動著的葉輪對水流的離心力也隨著增大，對逆向水流起阻礙作用。這種阻力隨著葉輪逆轉(zhuǎn)的加速而增大，使泵后壓力迅速上升，在某一時刻達到*大值，其相應(yīng)的逆向轉(zhuǎn)速也達到*大造。在阻力增大的同時，也抵阻了逆向水流流量的繼續(xù)增加，在達到某一*大值后，逐漸減小。作用于葉輪的能量亦相應(yīng)減小，使逆向轉(zhuǎn)速逐漸下降，直到在穩(wěn)定的靜水頭作用下，水流作用于葉輪上的轉(zhuǎn)矩與機組轉(zhuǎn)動部分的阻力矩平衡，機組以恒定的逆向流量與轉(zhuǎn)速在無任何負載的情況下像水輪機那樣工作，水錘壓力隨之消失。這一瞬態(tài)工況稱為水輪機工況。
以上為水泵不裝止回閥的后果。同時，泵后的壓力變化將以水錘波的形式沿著出水管道向出水池正射，再由出水池反射回來，在出水管道中形成復(fù)雜的水錘現(xiàn)象，防水錘現(xiàn)象的止回閥產(chǎn)品可以選用防水錘止回閥。

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王世杰

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