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水锤又称水击。水(或其他液体)输送过程中，由于阀门突然开启或关闭、

水泵突然停车、骤然启闭导叶等原因，使流速发生突然变化，同时压强产生

大幅度波动的现象。长距离输水工程应进行必要的水锤分析计算，并对管路

系统采取水锤综合防护计算，根据管道纵向布置、管径、设计水量、功能要

求，确定空气阀的数量、型式、口径。

1水锤发生的原因与分类

1.1引起水锤过程的原因

(1)启泵、停泵、用启闭阀门或改变水泵转速、叶片角度调节流量时；尤其在

迅速操作、使水流速度发生急剧变化的情况。

(2)事故停泵，即运行中的水泵动力突然中断时停泵。较多见的是配电系统故

障、误操作、雷击等情况下的突然停泵。

1.2水锤破坏主要的表现形式

(1)水锤压力过高，引起水泵、阀门和管道破坏；或水锤压力过低，管道因失

稳而破坏。

(2)水泵反转速过高或与水泵机组的临界转速相重合，以及突然停止反转过程

或电动机再启动，从而引起电动机转子的永久变形，水泵机组的剧烈振动和联结

轴的断裂。

(3)水泵倒流量过大，引起管网压力下降，水量减小，影响正常供水。

1.3.水锤的分类与判别

(1)按产生水锤的原因可分为：关（开）阀水锤、启泵水锤和停泵水锤；

(2)按产生水锤时管道水流状态可分为：不出现水柱中断与出现水柱中断两

类。前者水锤压力上升值△H通常不大于水泵额定扬程HR或水泵工作水头H0称

正常水锤；后者当水柱再弥合时，水锤压力上升值较高，常大于HR或H0，是引

起水锤事故的重要原因，故称非常水锤。

所谓水柱中断，就是在水锤过程中，由于管道某处压力低于水的汽化压力而

产生，即：

Pi/γ+Pa/γ≤Ps/γ

(1-1)

式中：Pi/γ—管道中某点的压力（M）；

Pa/γ—大气压力（M）；

Ps/γ—水的饱和蒸汽压力（绝对压力），在常温下取2-3M；

γ—水的容重。

(3)对于关（开）阀水锤，与关（开）阀时间T。有关可分为：

直接水锤：

Tc＜Tγ（1-2）

间接水锤：

Tc＞Tγ(1-3)

式中：Tγ—水锤相（秒），见公式（1-12）。

1.4水锤特征的计算

1.4.1水锤传播速度

α对于均质管道输送清水，且不考虑水中所含空气时按下式计算：

(m/s)

，

式中：——声音在水中的传播速度α，一般取1435m/s；

82

——水的弹性系数，取2.1×10Kg/m；

24

ρ——水的密度，取102Kg·s/m；

E——管壁材料的弹性系数；

δ——管壁厚度（m）；

D——管道内径（m）；

C——不同壁厚，不同支承方式的系数。

1

(m/s)

(1-4)

(1)薄壁管道＞25：

①管道只在上游端固定时，

=1-

(1-5)

式中：μ——管壁材料的泊松比，对于钢取0.3；对于混凝土取0.15。

②全管道固定并没有轴向运动（如地下埋设管道）

(1-6)

③管道采用膨胀接头连接时，

(1-7)

(2)厚壁弹性管（≤25）

①只在上游端固定时，

=

(1-8)

②全管道固定，并没有轴向运动时，