試析水擊在壓力管道工程設(shè)計(jì)中的防控

王丹 李曉玲

南京中旺工程設(shè)計(jì)有限公司 江蘇南京 210000

在產(chǎn)生水擊的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生水擊波，其與聲波的傳播方式相似，是屬于縱波的一種表現(xiàn)形式。在對(duì)壓力管道工程設(shè)計(jì)期間的水擊進(jìn)行防控時(shí)，會(huì)使其壓力提升，會(huì)使壓力管路產(chǎn)生大頻率的震動(dòng)，也會(huì)具備相應(yīng)的噪音。本文從產(chǎn)生水擊的原因入手，展開(kāi)闡述，針對(duì)如何正確防控水擊進(jìn)行深入探討。

1 產(chǎn)生水擊壓力的重要原因

（1）在對(duì)壓力管道進(jìn)行充水期間，壓力管道中的空氣通常狀況下，都會(huì)通過(guò)管道附件排放出來(lái)。空氣與水的粘滯性進(jìn)行全面比較，空氣自身的粘滯性比較小，這樣空氣就可以通過(guò)排氣閥的高速運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行排放，進(jìn)而使水能夠勻速的進(jìn)入到管線中；將壓力管道中存在大全部的空氣排放出去之后，壓力管道附件就能夠自動(dòng)進(jìn)行關(guān)閉。水自身的粘滯性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣，其能夠全面降低壓力管道中的實(shí)際流速，從而產(chǎn)生水擊。在通常狀況下，如果將壓力管道的實(shí)際充水速度控制在0．3m/s的速度內(nèi)，就能夠有效防止產(chǎn)生水擊現(xiàn)象，進(jìn)而降低其對(duì)壓力管道整體的破壞，如圖一所示，詳細(xì)分析了閥開(kāi)度和實(shí)際流量狀況。

（2）在對(duì)減壓閥進(jìn)行操作時(shí)同樣也會(huì)產(chǎn)生水擊。減壓閥在壓力管道壓力過(guò)大的影響下，其會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，通過(guò)在壓力管道中放水的方式，來(lái)進(jìn)一步減緩管線壓力。大部分的減壓閥都能夠開(kāi)度開(kāi)啟，其能夠以預(yù)期的速度進(jìn)行關(guān)閉[1]。但是減壓閥與管徑進(jìn)行比較，減壓閥的尺寸都比較大，一旦沒(méi)有正確調(diào)節(jié)，閥門(mén)就會(huì)進(jìn)入快速操作流程，在使其流速發(fā)生改變時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生水擊?；诖?，要求防控人員注重開(kāi)展減壓閥尺寸的設(shè)計(jì)與操作工作，進(jìn)而防止產(chǎn)生水擊。

2 水擊在壓力管道工程設(shè)計(jì)中的防控舉措

在壓力管道工程設(shè)計(jì)期間要對(duì)水擊進(jìn)行全面防控。在完成壓力管道布置工作之后，能夠準(zhǔn)確分析出水擊所運(yùn)用的管道長(zhǎng)度、具體直徑、壁厚以及相關(guān)機(jī)械的具體型號(hào)和尺寸。首先在對(duì)水擊進(jìn)行分析期間，要計(jì)算并且繪制出壓力管道在正常運(yùn)行期間的水力坡度線，其還被稱為壓坡線。實(shí)際上壓力管道線上的隨意一點(diǎn)的工作壓力，就是該點(diǎn)管線高程和其高程差，之后再進(jìn)一步壓力管道中的最大速流。一旦這一最大速流大被瞬間截?cái)啵蜁?huì)產(chǎn)生水擊；但是如果在此設(shè)計(jì)方面沒(méi)有及時(shí)對(duì)水擊進(jìn)行防控，沒(méi)有防止產(chǎn)生氣泡，那么產(chǎn)生的水擊壓力對(duì)于壓力管道而言就是其承受到的最大水擊壓力。

（1）在對(duì)壓力管道進(jìn)行校正審核期間，要充分利用最大水擊壓力。保證壓力管道即便在發(fā)生水擊時(shí)，也要具備充足的安全余度，否則就需要重新調(diào)整壓力管道設(shè)計(jì)方案，或是要合理增補(bǔ)救和控制設(shè)備。在經(jīng)濟(jì)成本上進(jìn)行分析，重新調(diào)整設(shè)計(jì)方案比增設(shè)補(bǔ)救設(shè)備經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。但并不通過(guò)增設(shè)單一的補(bǔ)救裝置，就能夠解決水擊方面存在的全部問(wèn)題。而是要對(duì)壓力管道的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況以及一些特殊形式進(jìn)行全面分析，才能夠制定更加科學(xué)合理的控制方式。

（2）在防控水擊問(wèn)題期間，每一個(gè)壓力管道自身都具備獨(dú)特性，這就需要管控人員從實(shí)際水擊狀況出發(fā)，制定更加全面解決方案。在開(kāi)展壓力管道設(shè)計(jì)工作期間，就要以設(shè)計(jì)任務(wù)的實(shí)際需求為依據(jù)，選擇更具有針對(duì)性的水擊防控措施，明確控制設(shè)備的具體尺寸；通過(guò)對(duì)比多個(gè)水擊防控方案，選擇出更具有可行性和經(jīng)濟(jì)性的防控方案[2]。本文注重對(duì)以下五方面防控舉措進(jìn)行詳細(xì)分析，通過(guò)正確運(yùn)用這些方式，能夠有效減少水擊對(duì)壓力管道帶來(lái)的破壞。①在檢修閥周圍合理布置旁通道；②充分運(yùn)用緩閉閥門(mén)；③為了能夠保證離心式水泵在突然斷電期間，其產(chǎn)生水擊壓力仍然處于安全范圍內(nèi)，就在水泵出口端分別設(shè)置兩個(gè)階段性功能作用的關(guān)閉閥，也就是要求防控人員充分運(yùn)用快慢關(guān)閉的方式，來(lái)防止水擊壓力快速上升；④結(jié)合水擊實(shí)際狀況，合理增設(shè)相應(yīng)的排氣閥、補(bǔ)氣閥以及減壓閥等相關(guān)機(jī)械裝置，進(jìn)而全面提升水擊防控效率；⑤在壓力管道線上建立調(diào)壓室，保證壓力管道設(shè)計(jì)工作順利開(kāi)展。

以上這些先進(jìn)機(jī)械裝置在壓力管道設(shè)計(jì)期間，進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)作，既能降低水擊對(duì)其的破壞，也能保證后期開(kāi)展壓力管道建設(shè)工作提供安全保障。在實(shí)際開(kāi)展壓力管道設(shè)計(jì)工作期間，水擊防控人員在工作時(shí)經(jīng)常會(huì)忽視提升管道流量工作、合理增設(shè)反水口工作以及增設(shè)加壓站等工作內(nèi)容，要注重關(guān)注其動(dòng)態(tài)變化狀況，要對(duì)壓力管道設(shè)計(jì)中的水擊狀況進(jìn)行多次檢驗(yàn)、校驗(yàn)和審核。如果在開(kāi)展水擊防控設(shè)計(jì)工作期間，其無(wú)法準(zhǔn)確確定規(guī)模參數(shù)時(shí)，就要及時(shí)開(kāi)展模型試驗(yàn)，不僅要充分利用書(shū)本指標(biāo)，也要對(duì)實(shí)際防控需求進(jìn)行全面分析，進(jìn)而保證水擊防控設(shè)計(jì)工作的真實(shí)有效性[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，水擊對(duì)壓力管道的設(shè)計(jì)效率具有重要影響，在液體流速的不斷變化下會(huì)產(chǎn)生水擊波，而水擊波在打的沿著壓力管道進(jìn)行傳播時(shí)，就會(huì)使壓力管道內(nèi)部的壓力不斷發(fā)生改變，此種狀況就是指水擊、水錘壓力以及涌壓。這項(xiàng)控制工作，是壓力管道設(shè)計(jì)人員需要格外注重開(kāi)展的一項(xiàng)工作，其能夠提升壓力管道整體設(shè)計(jì)質(zhì)量。