多功能水泵控制阀的水锤防护特性及其应用研究.pdf

多功能水泵控制阀的水锤防护特性及其应用 黄靖谢水波 株洲南方阀门股份有限公司，株洲高新开发区工业五区518信箱，412007 摘要本文论述了新型多功能水泵控制阀的水锤防护原理，并结合实际工程应用情况，介绍该控 制阀的设计计算方法。 l 引 言 水锤控制是给水管道系统设计的一项重要内容。水锤的形成与阀门的迅速关闭／开启有 关，由于阀门关闭／开启时间t与水锤波的相长T的差异，表现为直接水锤和间接水锤两种 形式。 当tT时，在阀门关闭过程中，反射回来的水锤波尚未到达阀门时，阀门已关闭，水 锤波所产生的压强增高值无干扰作用，这种水锤称为直接水锤。阀门开状态与关闭状态刚好 相反，在装有普通止回阀的供水系统中常常产生直接水锤。 当TsT时，在阀门关闭过程中，反射回来的水锤波到达阀门时，阀门尚未完全关闭， 水锤波导致的压强增值受到了干扰，水锤峰值被削减，这种水锤称为间接水锤。 在同一条件下，直接水锤比间接水锤的危害性要大得多，危害最大的是断流弥合水锤。 株洲南方阀门制造有限公司生产的多功能水泵控制阀，就是通过控制阀门的关闭状态，造成 间接水锤的形成条件来实现管道系统的水锤防护的。 2水锤波增压值的理论计算 给水系统水锤波的压力峰值P为水泵的额定扬程P。和水锤压力增值△P的叠加值，即 P—P1+AP (1) 2．1直接水锤压力增值△P 按儒可夫斯基公式，可以计算供水系统中发生直接水锤时的压力增值△P，即 ㈤ ，． 上UUUg 等=％铲 式中，△P为直接水锤的压力增值，kPa；Vo为水锤产生前管道中的平均流速，m／s；V为水 锤产生后管道中的平均流速，m／s。 (3) C=_—_：≤兰———一 一 (1+K／E×D／F)} 式中，K为水的弹性模量(K=2．04×105 钢筋混凝土管，E0=2．04X107 壁存度，mm；C0 2等，是密度为n弹性模量为K的无边界液体介质中声音的传递速度，对 · · 171 m／s。 于水，Co一1425 从式(2)可以看出，当管道材料及其所输送的介质确定以后，直接水锤的压力增值△P是 管径和流速的函数，即AP=f(V，瓦1)。直接水锤的压力增值△P随着流速的增大而增大， 随着管径的增加而减小。因此，在工程设计中可以通过降低流速，即增大管径来降低水锤的 危害。 2．2 间接水锤压力增值△P。的计算 间接水锤的压力增值计算比较复杂[2][3|，可按流体力学公式进行计算，即 AP7一≠．△P (4) 式中，△P7为间接水锤时的水压增值，kPa。 水锤的水锤压力峰值要小。当阀门的关闭(开启)时间t和水锤波的相长T确定之后，可以 按式(4)直接计算间接水锤的压力增值。在实际选用水泵多功能阀时，当直径大于DN800时， 大，闭阀时间t可以是水锤相长T一等的2～10倍，把实际水锤压力P限定在安全范围内。 s一--120 可通过调节阀门肩闭动作时间(3 s)，使计算水锤压力峰值小于1．5倍水泵工作压力。 这一点不同于液控缓闭阀。液控缓闭阀是通过快关、慢关两阶段实现的。在快关阶段，关闭