Hydraulics 水力学 第十章有压管中的非恒定流 Unsteady flow in pipe -Water hammer 吕宏兴
无压流■ 非恒定流 有压流 ◆河道中洪水的涨落， ◆明渠中水闸的启闭； ◆水库水位上涨或下降； ◆有压泄水管的出流
水在压力管道中流动时，当遇到阀门突然 关闭（或开启)，水泵突然停机（或启 动)，水轮机甩负荷，水的流速会发生突 然地急剧变化，由于液体的惯性和压缩 性，引起管道中流动的液体压力发生反复、 急剧周期性地变化。此时压力会有一个急 剧的升高或降低，其数值将大大超过管道 正常工作压力，并伴随着管壁的扩张和收 缩，发出强烈的振动和噪音，有如管道受 到锤击的声音，这种现象称为水击或水 锤
水击现象发生时，会产生一个很大的压力 跃升，使管壁材料及管道上的设备及附件承受 很大的压力，可能产生严重的变形以致破坏。 同时，高频交变压力作用在管壁上，加之强烈 的振动和液体的冲击，使金属表面打击出许多 麻，点。所以水击严重危及到管道系统及有关设 备的安全运行。特别是大流量、高流速的长管 中以及输送水温高、流量大的水泵中更为严重。 所以，探讨水击产生的机理和其发生、发展， 对防止水击的产生和减小水击带来的灾害，保 证输水系统的安全运行具有重要意义
水击也称有压管道非恒定流，非恒定流动增加 了时变因素，比恒定流动复杂得多，即使是一维 情况，基本方程也不再是常微分方程了。水击的 危害很大，常引起管壁爆裂或产生严重变形。在 压力管道设计中必须加以考虑。 水击压强可数百倍于管道恒定流的压强，在此压 强作用下，必须考虑液体的压缩性和管壁的弹性。 研究特点：(1)考虑水流运动的非恒定性；(2）考 虑液体的压缩性；(3)考虑管壁材料的弹性变形