水錘從不同角度,可分為四種。按關閥歷時與水錘相μ的關系分為直接水錘和間接水錘;按水錘成因的外部條件可分為啟動水水錘、關閥水錘和停 泵水錘;按水錘水力特性可分為剛性水錘理論和彈性水錘理論兩種;按水錘波動的現(xiàn)象分為 水柱連續(xù)現(xiàn)象和水柱分離的水錘現(xiàn)象兩種。
根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,在城市給水閥門和工業(yè)企業(yè)的給水泵 站中,絕大部分水錘事故都屬與停泵水錘事故。水錘事故危害性很大,會導致管道和設備的驟然炸破。由于本文只論及停泵水錘的防護,所以水錘的理論問題另做探討。一般管道末端關閥水錘是先發(fā)生高壓,后發(fā)生低壓。泵站 中停泵水錘的特點是先發(fā)生低壓后發(fā)生高壓,而且由于水泵電機旋轉(zhuǎn)部分有一定的轉(zhuǎn)動慣量, 在停電后不是立即停止而是轉(zhuǎn)速逐漸降低,仍處于水泵的工作狀態(tài),只不過揚程和水量都逐漸下降,當揚程 降至與外部管道壓力,流量變?yōu)?以后水開始倒流,此時水泵仍在正轉(zhuǎn)受倒流水的作用,而 轉(zhuǎn)速很快下降,此階段為制動階段,進一步當水泵轉(zhuǎn)速為0以后受倒流作用,推動水泵倒轉(zhuǎn), 而開始進入水輪機工作狀態(tài),隨
后壓力才逐漸升起。在整個低壓(或負壓)水錘波所延續(xù)的時間大于正常水錘 波。低壓(或負壓)波時間,一般可由4、5秒到7、8秒。當水泵出口沒有止回閥時,停泵后水可以通過水泵大量倒 流泄水,使正壓水錘壓力,有效地減小,因此在一定的情況下可以消除水錘,防止水錘事故, 但不能消除拉斷水柱的水錘。當水泵出口裝有止回閥時或水泵出口閥提早關閉,在水倒 流后水能沖擊止回閥迅速關閉,從而產(chǎn)生一個較大的關閥水錘,尤其當發(fā)生拉斷水柱水錘時, 回流水柱碰到關閥的止回閥上,將產(chǎn)生極大的水錘壓力,這是我們主要的防護對象。停泵水錘防護專用閥門要適應這一過程的特點生產(chǎn)制造, 而且在正常運行時水頭損失要小,安全可靠。若管道假設為剛體,水錘壓力
式中g——重力加速度m/s;
a——水錘波傳播速度,近似1000m/s;
V——流速m/s;
L——管道長度m。
直接水錘多發(fā)生在管道較長,關閥速度較快時,所以關閥 時間T的掌握非常重要,應滿足
3.2閥門的氣蝕問題
用氣蝕系數(shù)δ值,來選定用作控制流量時,選擇什么樣的閥門結構型式中H1——閥后(出口)壓力m;
H2——大氣壓與其溫度相對應的飽和蒸氣壓力之差m;
ΔP——閥門前后的壓差m;
其余符號同前。
各種閥門由于構造不同,因此,容許的氣蝕系數(shù)δ也不同 。如計算的氣蝕系數(shù)大于容許氣蝕系數(shù),則說明可用,不會發(fā)生氣蝕。如蝶閥容許氣蝕系數(shù)為 2.5,則:
如δ〉2.5,則不會發(fā)生氣蝕。
當2.5〉δ〉1.5時,會發(fā)生輕微氣蝕。
δ<1.5時,產(chǎn)生振動。