1/Koncept

Vodní kladivo se také nazývá vodní kladivo.Během přepravy vody (nebo jiných kapalin) v důsledku náhlého otevření nebo uzavřeníMotýlkový ventil Api, šoupátka, kontrolní ventily akulové ventily.náhlá zastavení vodních čerpadel, náhlé otevírání a zavírání vodicích lopatek atd., dochází k náhlé změně průtoku a výraznému kolísání tlaku.Efekt vodního rázu je živý pojem.Týká se silného vodního rázu způsobeného dopadem proudu vody na potrubí při spuštění a zastavení vodního čerpadla.Protože uvnitř vodovodního potrubí je vnitřní stěna potrubí hladká a voda volně proudí.Když se otevřený ventil náhle zavře nebo se zastaví čerpadlo přívodu vody, průtok vody vytvoří tlak na ventil a stěnu potrubí, zejména ventil nebo čerpadlo.Protože je stěna potrubí hladká, působením setrvačnosti následného proudění vody dosáhne hydraulická síla rychle maxima a vyvolá destruktivní účinky.Toto je „efekt vodního rázu“ v hydraulice, tedy pozitivní vodní ráz.Naopak při náhlém otevření zavřeného ventilu nebo spuštění vodního čerpadla dojde také k vodnímu rázu, který se nazývá negativní vodní ráz, ale není tak velký jako první.Náraz tlaku způsobí namáhání stěny potrubí a vytváří hluk, stejně jako kladivo narážející na potrubí, takže se nazývá efekt vodního rázu.

2/Nebezpečí

Okamžitý tlak vytvořený vodním rázem může dosáhnout desítek nebo dokonce stovek násobku normálního provozního tlaku v potrubí.Tak velké kolísání tlaku může způsobit silné vibrace nebo hluk v potrubním systému a může poškodit spoje ventilů.Má velmi škodlivý vliv na potrubní systém.Aby se zabránilo vodnímu rázu, musí být potrubní systém správně navržen, aby se zabránilo příliš vysokému průtoku.Obecně platí, že navržený průtok potrubí by měl být menší než 3 m/s a rychlost otevírání a zavírání ventilu je třeba řídit.
Protože se čerpadlo spouští, zastavuje a ventily se otevírají a zavírají příliš rychle, rychlost vody se drasticky mění, zejména vodní ráz způsobený náhlým zastavením čerpadla, které může poškodit potrubí, vodní čerpadla a ventily a způsobit reverzaci vodního čerpadla a snížení tlaku v potrubní síti.Efekt vodního rázu je extrémně destruktivní: pokud je tlak příliš vysoký, způsobí prasknutí potrubí.Naopak, pokud je tlak příliš nízký, způsobí zborcení potrubí a poškození ventilů a upevnění.Ve velmi krátké době se průtok vody zvýší z nuly na jmenovitý průtok.Vzhledem k tomu, že tekutiny mají kinetickou energii a určitý stupeň stlačitelnosti, velké změny průtoku ve velmi krátkém časovém období způsobí vysoké a nízké tlakové dopady na potrubí.

3/generovat

Existuje mnoho důvodů pro vodní ráz.Společné faktory jsou následující:

1. Ventil se náhle otevře nebo zavře;

2. Jednotka vodního čerpadla se náhle zastaví nebo spustí;

3. Jednotné potrubí dopravuje vodu do vyvýšeného místa (výškový rozdíl vodárenského terénu přesahuje 20 metrů);

4.Celkový zdvih (nebo pracovní tlak) vodního čerpadla je velký;

5. Rychlost proudění vody ve vodovodním potrubí je příliš velká;

6. Vodovodní potrubí je příliš dlouhé a terén se velmi mění.
7. Nepravidelná výstavba je skrytým nebezpečím u projektů vodovodních potrubí
(1) Například výroba cementových přítlačných pilířů pro T-kusy, kolena, redukce a jiné spoje nesplňuje požadavky.
Podle „Technických předpisů pro inženýrství vodovodního potrubí zasypaného pevného polyvinylchloridu“ by měly být cementové přítlačné pilíře instalovány ve spojích, jako jsou T-kusy, kolena, redukce a další trubky o průměru ≥110 mm, aby se zabránilo pohybu potrubí."Betonové opěrné pilíře" Neměly by být nižší než C15 a měly by být odlity na místě na vykopaný původní půdní základ a svah příkopu."Některé stavební strany nevěnují dostatečnou pozornost roli opěrných pilířů.Přibijí dřevěný kůl nebo zaklínují železný kolík vedle potrubí, aby fungoval jako přítlačné molo.Někdy je objem cementového mola příliš malý nebo není nalit na původní půdu.Na druhou stranu některé tahové pilíře nejsou dostatečně pevné.Výsledkem je, že během provozu potrubí nemohou opěrné pilíře fungovat a stávají se nepoužitelnými, což způsobuje, že potrubní armatury, jako jsou T-kusy a kolena, jsou nesprávně vyrovnány a poškozeny.​
(2) Automatický výfukový ventil není nainstalován nebo je jeho montážní poloha nepřiměřená.
Podle principu hydrauliky by měly být automatické výfukové ventily navrženy a instalovány ve vysokých bodech potrubí v horských oblastech nebo kopcích s velkým zvlněním.I v rovinatých oblastech s malým zvlněným terénem musí být potrubí při hloubení příkopů uměle navrženo.Existují vzestupy a pády, stoupání nebo klesání cyklickým způsobem, sklon není menší než 1/500 a v nejvyšším bodě každého kilometru jsou navrženy 1-2 výfukové ventily.​
Protože během procesu přepravy vody v potrubí bude plyn v potrubí unikat a hromadit se ve vyvýšených částech potrubí, a to i za vzniku vzduchové blokády.Když rychlost proudění vody v potrubí kolísá, vzduchové kapsy vytvořené ve vyvýšených částech se budou nadále stlačovat a roztahovat a plyn bude Tlak generovaný po stlačení je desítky nebo dokonce stokrát větší než tlak vytvořený po stlačení voda je stlačena (veřejný účet: Pump Butler).V současné době může tento úsek potrubí se skrytými nebezpečími vést k následujícím situacím:
• Po průchodu vody před potrubím kapající voda zmizí po proudu.Je to proto, že airbag v potrubí blokuje proudění vody, což způsobuje oddělení vodního sloupce.​
• Stlačený plyn v potrubí je stlačen na maximální mez a rychle expanduje, což způsobí prasknutí potrubí.​
• Když je voda z velkého vodního zdroje dopravována po proudu určitou rychlostí gravitačním tokem, po rychlém uzavření předřazeného ventilu se v důsledku setrvačnosti výškového rozdílu a průtoku vodní sloupec v přívodním potrubí okamžitě nezastaví .Stále se pohybuje určitou rychlostí.Rychlost teče po proudu.V této době se v potrubí vytváří podtlak, protože vzduch nelze včas doplnit, což způsobí vypuštění potrubí podtlakem a jeho poškození.
(3) Příkop a zásypová zemina nevyhovují předpisům.
Nekvalifikované příkopy jsou často vidět v horských oblastech, hlavně proto, že v určitých oblastech je mnoho kamenů.Příkopy se hloubí ručně nebo odstřelují výbušninami.Dno příkopu je značně nerovné a vyčnívají z něj ostré kameny.V tomto případě by podle příslušných předpisů měly být kameny na dně výkopu odstraněny a před položením potrubí by mělo být vydlážděno více než 15 centimetrů písku.Dělníci na stavbě však byli nezodpovědní nebo sekali a písek přímo pokládali bez dlažebního písku nebo symbolicky dláždili trochu písku.Potrubí je položeno na kamenech.Po dokončení zásypu a uvedení vody do provozu je v důsledku hmotnosti samotného potrubí, svislého zemního tlaku, zatížení potrubí vozidlem a superpozice gravitace podepřeno jedním nebo několika ostrými vyvýšenými kameny na dně potrubí., nadměrná koncentrace napětí, potrubí je velmi pravděpodobně poškozeno v tomto místě a praskne podél přímky v tomto místě.To je to, co lidé často nazývají „účinek bodování“.​

4/Opatření

Existuje mnoho ochranných opatření proti vodnímu rázu, ale je třeba přijmout různá opatření podle možných příčin vodního rázu.
1. Snížení průtoku vodovodním potrubím může do určité míry snížit tlak vodního rázu, ale zvětší průměr vodovodního potrubí a zvýší investice do projektu.Při pokládání vodovodního potrubí je třeba zvážit, zda se vyhnout hrbolům nebo drastickým změnám sklonu, aby se zkrátila délka vodovodního potrubí.Čím delší je potrubí, tím větší je hodnota vodního rázu při zastavení čerpadla.Od jedné čerpací stanice ke dvěma čerpacím stanicím slouží k propojení obou čerpacích stanic vrt na sání vody.
Vodní ráz při zastavení čerpadla

Takzvaný pump-stop vodní ráz označuje jev hydraulického rázu způsobený náhlými změnami rychlosti proudění ve vodním čerpadle a tlakovém potrubí při otevření a zastavení ventilu v důsledku náhlého výpadku proudu nebo z jiných důvodů.Například porucha napájecího systému nebo elektrického zařízení, občasná porucha jednotky vodního čerpadla atd. může způsobit otevření ventilu a zastavení odstředivého čerpadla, což má za následek vodní rázy při zastavení čerpadla.Velikost vodního rázu při zastavení čerpadla souvisí především s geometrickou výškou čerpací místnosti.Čím vyšší je geometrická výška, tím větší je hodnota vodního rázu při zastavení čerpadla.Proto by měla být zvolena rozumná dopravní výška čerpadla na základě skutečných místních podmínek.

Maximální tlak vodního rázu při zastavení čerpadla může dosáhnout 200 % normálního pracovního tlaku nebo dokonce vyšší, což může zničit potrubí a zařízení.Všeobecné havárie způsobují „únik vody“ a výpadek vody;vážné nehody způsobí zaplavení čerpací stanice, poškození zařízení a poškození zařízení.poškodit nebo dokonce způsobit zranění nebo smrt.

Po zastavení čerpadla v důsledku nehody počkejte, až se potrubí za zpětným ventilem naplní vodou, než čerpadlo spustíte.Při spouštění čerpadla zcela neotevírejte výstupní ventil vodního čerpadla, jinak dojde k velkému nárazu vody.Za takových okolností často dochází k velkým haváriím vodních rázů v mnoha čerpacích stanicích.

2. Nastavte zařízení na odstraňování vodních rázů
(1) Použití technologie řízení konstantního napětí
Automatický řídicí systém PLC se používá k řízení čerpadla s proměnnou frekvencí a k automatickému řízení provozu celého systému čerpací stanice pro zásobování vodou.Vzhledem k tomu, že tlak ve vodovodní potrubní síti se stále mění se změnami pracovních podmínek, často dochází během provozu systému k nízkému tlaku nebo přetlaku, což může snadno způsobit vodní rázy vedoucí k poškození potrubí a zařízení.K řízení potrubní sítě se používá automatický řídicí systém PLC.Detekce tlaku, zpětnovazební řízení spouštění a vypínání vodního čerpadla a nastavení rychlosti, řízení průtoku, a tím udržení tlaku na určité úrovni.Tlak přívodu vody do čerpadla lze nastavit ovládáním mikropočítače, aby se udržoval konstantní tlak přívodu vody a zabránilo se nadměrným výkyvům tlaku.Pravděpodobnost vodního rázu je snížena.
(2) Nainstalujte eliminátor vodních rázů
Toto zařízení především zabraňuje vodním rázům při zastavení čerpadla.Obvykle se instaluje v blízkosti výstupní trubky vodního čerpadla.Využívá tlak samotného potrubí jako sílu k realizaci nízkotlaké automatické činnosti.To znamená, že když je tlak v potrubí nižší než nastavená ochranná hodnota, vypouštěcí otvor se automaticky otevře pro vypouštění vody.Odlehčení tlaku se používá k vyrovnání tlaku v místním potrubí a zabránění působení vodního rázu na zařízení a potrubí.Eliminátory lze obecně rozdělit na dva typy: mechanické a hydraulické.Mechanické eliminátory se po akci ručně obnoví, zatímco hydraulické eliminátory lze automaticky resetovat.
(3) Na výstupní trubku vodního čerpadla velkého průměru nainstalujte zpětný ventil s pomalým zavíráním

Může účinně eliminovat vodní rázy při zastavení čerpadla, ale protože určité množství vody poteče zpět, když se čerpadlo zastavíAPI 609je aktivován ventil, studna pro sání vody musí mít přepadovou trubku.Existují dva typy zpětných ventilů s pomalým zavíráním: typ kladiva a typ akumulace energie.Tento druh ventilu může upravit dobu uzavření ventilu v určitém rozsahu podle potřeby (vítejte v následujícím: Pump Butler).Obecně se ventil uzavře o 70 % až 80 % během 3 až 7 sekund po výpadku proudu.Zbývajících 20% až 30% uzavírací doba se upravuje podle podmínek vodního čerpadla a potrubí, obecně v rozmezí 10 až 30 sekund.Stojí za zmínku, že když je v potrubí hrb a dochází k vodnímu rázu, je role zpětného ventilu s pomalým zavíráním velmi omezená.
(4) Postavte jednosměrnou věž pro regulaci tlaku
Je postavena v blízkosti čerpací stanice nebo na vhodném místě na potrubí a výška jednosměrné vyrovnávací věže je nižší než tlak v potrubí.Když je tlak v potrubí nižší než hladina vody ve věži, věž pro regulaci tlaku doplňuje vodu do potrubí, aby se zabránilo porušení vodního sloupce a překlenutí vodního rázu.Jeho účinek na snížení tlaku na vodní rázy jiné než vodní rázy zastavující čerpadlo, jako je vodní ráz zavírající ventil, je však omezený.Kromě toho musí být výkon jednocestného ventilu použitého v jednocestné tlakové regulační věži absolutně spolehlivý.Jakmile ventil selže, může to způsobit velké vodní rázy.
(5) Nastavte obtokové potrubí (ventil) v čerpací stanici
Při normálním provozu čerpacího systému je zpětný ventil uzavřen, protože tlak vody na tlakové straně čerpadla je vyšší než tlak vody na sací straně.Když náhodný výpadek proudu náhle zastaví čerpadlo, tlak na výstupu z vodní čerpací stanice prudce klesne, zatímco tlak na sací straně prudce stoupne.Pod tímto diferenčním tlakem přechodná vysokotlaká voda v hlavním sacím potrubí vody tlačí na desku zpětného ventilu a proudí do přechodné nízkotlaké vody v hlavním potrubí tlakové vody, což způsobuje zvýšení nízkého tlaku vody v tomto potrubí;na druhé straně vodní čerpadlo Nárůst tlaku vodního rázu na sací straně je rovněž snížen.Tímto způsobem je řízen vzestup vodního rázu a pokles tlaku na obou stranách stanice vodního čerpadla, čímž se účinně snižuje a předchází nebezpečí vodních rázů.
(6) Nastavte vícestupňový zpětný ventil
V dlouhém vodovodním potrubí přidejte jeden nebo vícezpětné ventily, rozdělte vodovodní potrubí na několik částí a na každou část nainstalujte zpětný ventil.Když voda ve vodovodním potrubí při vodním rázu teče zpět, každý zpětný ventil se zavírá jeden po druhém, aby se zpětný tok rozdělil do několika sekcí.Vzhledem k tomu, že hydrostatická výška v každé části vodního potrubí (nebo části zpětného proplachu) je poměrně malá, je průtok vody snížen.Posílení kladivem.Toto ochranné opatření lze efektivně využít v situacích, kdy je geometrický výškový rozdíl přívodu vody velký;ale nemůže vyloučit možnost oddělení vodního sloupce.Jeho největší nevýhodou je: zvýšený příkon vodního čerpadla při běžném provozu a zvýšené náklady na dodávku vody.