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2017年一级注册结构工程师《流体力学》知识点:有压管道中的水击

来源 :中华考试网 2017-08-03

2017年一级注册结构工程师《流体力学》知识点:有压管道中的水击

  有压管道中的水击

  1. 水击或水锤

  正常运行的管道,由于某种原因,须迅速关闭或开启阀门,使管中流速在很短时间内发生急剧变化。速度的改变引起动量变化,动量变化又伴随有力的产生,表现为管流出现巨大的附加压强,即水击压强,并伴之锤击之声,工程上称之为水击或水锤。

  水击发生的原因:管中流速在很短时间内发生急剧变化是引发水击的条件,水本身具有惯性和压缩性是水击的内在原因。(考点23)

  水击波的传播过程:

  【例题·单选题】从水管末端突然关阀开始,水击波传播过程中,四个阶段的传播波依次是( )

  A.增压、减压、减压、增压 B.减压、增压、减压、增压

  C.增压、减压、增压、减压 D.减压、增压、增压、减压

  【答案】A.

  【解析】水击波的传播过程。

  第一阶段,增压波从阀门向管道进口传播,处于增压状态;

  第二阶段,减压波从管道进口向阀门传播,处于减压状态;

  第三阶段,减压波从阀门向管道进口传播,处于减压状态;

  第四阶段,增压波从管道进口向阀门传播,处于增压状态。

  2. 水击分类

  实际关闭阀门总有一个过程,即阀门处的水击压强是逐渐升高的。设关闭时间为Ts 。

  第一个从阀门发出的增压水击波 到达水库并反射回来(减压波),在途中与后续产生的增压波相遇,必使压强升值有所降低 。根据Tr 和Ts的相对大小,对水击进行分类:

  (1)直接水击:实际上阀门关闭总有一个过程,若关闭时间小于一个相长,Ts≤Tr,那么最早发出的水击波的反射波回到阀门以前,阀门已经全关闭,这是阀门处的水击压强和阀门瞬时关闭相同。

  Ts≤Tr 称为直接水击

  (2)间接水击:开始发出的水击波的反射波在阀门尚未完全关闭前已返回阀门断面,小于直接水击压强。

  Ts>Tr 称为间接水击

  显然直接水击的危害要比间接水击大得多。

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