1/Koncept

Vodné kladivo sa nazýva aj vodné kladivo.Počas prepravy vody (alebo iných kvapalín) v dôsledku náhleho otvorenia alebo zatvoreniaMotýľový ventil Api, posúvače, kontrolné ventily aguľové ventily.náhle zastavenia vodných čerpadiel, náhle otváranie a zatváranie vodiacich lopatiek a pod., rýchlo sa mení prietok a výrazne kolíše tlak.Efekt vodného rázu je živý pojem.Týka sa silného vodného rázu spôsobeného vplyvom prúdu vody na potrubie pri spustení a zastavení vodného čerpadla.Pretože vo vnútri vodovodného potrubia je vnútorná stena potrubia hladká a voda voľne prúdi.Keď sa otvorený ventil náhle zatvorí alebo sa zastaví čerpadlo prívodu vody, prúd vody vytvorí tlak na ventil a stenu potrubia, najmä ventil alebo čerpadlo.Pretože stena potrubia je hladká, pôsobením zotrvačnosti následného prúdu vody hydraulická sila rýchlo dosiahne maximum a má deštruktívne účinky.Ide o „efekt vodného rázu“ v hydraulike, teda pozitívneho vodného rázu.Naopak, pri náhlom otvorení uzavretého ventilu alebo spustení vodného čerpadla dôjde tiež k vodnému rázu, ktorý sa nazýva negatívny vodný ráz, ale nie je taký veľký ako prvý.Náraz tlaku spôsobí, že stena potrubia bude namáhaná a bude produkovať hluk, rovnako ako kladivo narážajúce na potrubie, preto sa to nazýva efekt vodného kladiva.

2/Nebezpečenstvo

Okamžitý tlak vytvorený vodným rázom môže dosiahnuť desiatky alebo dokonca stonásobok normálneho prevádzkového tlaku v potrubí.Takéto veľké kolísanie tlaku môže spôsobiť silné vibrácie alebo hluk v potrubnom systéme a môže poškodiť spoje ventilov.Má veľmi škodlivý vplyv na potrubný systém.Aby sa zabránilo vodnému rázu, potrubný systém musí byť správne navrhnutý, aby sa zabránilo príliš vysokému prietoku.Vo všeobecnosti by projektovaný prietok potrubia mal byť menší ako 3 m/s a rýchlosť otvárania a zatvárania ventilu je potrebné kontrolovať.
Pretože sa čerpadlo spúšťa, zastavuje a ventily sa otvárajú a zatvárajú príliš rýchlo, rýchlosť vody sa drasticky mení, najmä vodné rázy spôsobené náhlym zastavením čerpadla, ktoré môže poškodiť potrubia, vodné čerpadlá a ventily a spôsobiť reverzáciu vodného čerpadla a zníženie tlaku v potrubnej sieti.Efekt vodného rázu je extrémne deštruktívny: ak je tlak príliš vysoký, spôsobí prasknutie potrubia.Naopak, ak je tlak príliš nízky, spôsobí to zrútenie potrubia a poškodenie ventilov a upevňovacích prvkov.Vo veľmi krátkom čase sa prietok vody zvýši z nuly na menovitý prietok.Keďže tekutiny majú kinetickú energiu a určitý stupeň stlačiteľnosti, obrovské zmeny prietoku vo veľmi krátkom časovom období spôsobia vysoko a nízkotlakové vplyvy na potrubie.

3/generovať

Existuje veľa dôvodov pre vodné kladivo.Bežné faktory sú nasledovné:

1. Ventil sa náhle otvorí alebo zatvorí;

2. Jednotka vodného čerpadla sa náhle zastaví alebo spustí;

3. Jednotné potrubie dopravuje vodu na vyvýšené miesto (výškový rozdiel vodárenského terénu presahuje 20 metrov);

4.Celkový zdvih (alebo pracovný tlak) vodného čerpadla je veľký;

5. Rýchlosť prúdenia vody vo vodovodnom potrubí je príliš veľká;

6. Vodovod je príliš dlhý a terén sa veľmi mení.
7. Nepravidelná výstavba je skrytým nebezpečenstvom pri projektoch vodovodných potrubí
(1) Napríklad výroba cementových prítlačných pilierov pre T-kusy, kolená, redukcie a iné spoje nespĺňa požiadavky.
V súlade s „Technickými predpismi pre inžinierstvo vodovodného potrubia zasypaného pevného polyvinylchloridu“ by sa cementové prítlačné piliere mali inštalovať v spojoch, ako sú T-kusy, kolená, redukcie a iné rúry s priemerom ≥110 mm, aby sa zabránilo pohybu potrubia.„Betónové oporné piliere“ Nemalo by byť nižšie ako C15 a malo by byť odliate na mieste na vykopaný pôvodný pôdny základ a svah výkopu.Niektoré stavebné strany nevenujú dostatočnú pozornosť úlohe ťahových pilierov.Vedľa potrubia pribijú drevený kolík alebo zaklinujú železný kolík, ktorý slúži ako nápor.Niekedy je objem cementového móla príliš malý alebo nie je naliaty na pôvodnú pôdu.Na druhej strane, niektoré ťahové móla nie sú dostatočne pevné.Výsledkom je, že počas prevádzky potrubia nemôžu oporné piliere fungovať a stávajú sa neužitočnými, čo spôsobuje, že potrubné armatúry, ako sú T-kusy a kolená, sú nesprávne zarovnané a poškodené.​
(2) Automatický výfukový ventil nie je nainštalovaný alebo je jeho montážna poloha neprimeraná.
Podľa princípu hydrauliky by mali byť automatické výfukové ventily navrhnuté a inštalované vo vysokých bodoch potrubí v horských oblastiach alebo kopcoch s veľkými zvlneniami.Dokonca aj v rovinatých oblastiach s malým zvlneným terénom musia byť potrubia pri kopaní rýh umelo navrhnuté.Existujú stúpania a klesania, stúpajú alebo klesajú cyklickým spôsobom, sklon nie je menší ako 1/500 a v najvyššom bode každého kilometra sú navrhnuté 1-2 výfukové ventily.​
Pretože počas procesu prepravy vody potrubím plyn v potrubí uniká a hromadí sa vo vyvýšených častiach potrubia, dokonca vytvára vzduchovú blokádu.Keď prietok vody v potrubí kolíše, vzduchové kapsy vytvorené vo vyvýšených častiach sa budú naďalej stláčať a rozširovať a plyn bude Tlak vytvorený po stlačení je desiatky alebo dokonca stokrát väčší ako tlak vytvorený po voda je stlačená (verejný účet: Pump Butler).V súčasnosti môže tento úsek potrubia so skrytými nebezpečenstvami viesť k nasledujúcim situáciám:
• Keď voda prejde pred potrubím, kvapkajúca voda zmizne po prúde.Je to preto, že vzduchový vak v potrubí blokuje prietok vody, čo spôsobuje oddelenie vodného stĺpca.​
• Stlačený plyn v potrubí je stlačený na maximálnu hranicu a rýchlo expanduje, čo spôsobí prasknutie potrubia.​
• Keď je voda z vysokého vodného zdroja dopravovaná po prúde určitou rýchlosťou gravitačným prúdom, po rýchlom uzavretí predradeného ventilu sa v dôsledku zotrvačnosti výškového rozdielu a prietoku vodný stĺpec v prívodnom potrubí okamžite nezastaví .Stále sa pohybuje určitou rýchlosťou.Rýchlosť tečie po prúde.V tomto čase sa v potrubí vytvára vákuum, pretože vzduch nie je možné včas doplniť, čo spôsobí vypustenie potrubia podtlakom a jeho poškodenie.
(3) Výkop a zásypová zemina nespĺňajú predpisy.
Nekvalifikované zákopy sú často viditeľné v horských oblastiach, hlavne preto, že v určitých oblastiach je veľa kameňov.Zákopy sa kopajú ručne alebo sa odstreľujú výbušninami.Dno výkopu je vážne nerovné a vyčnievajú z neho ostré kamene.Ak sa s tým stretnete, v tomto prípade by sa podľa príslušných predpisov mali pred položením potrubia odstrániť kamene na dne výkopu a vydláždiť viac ako 15 centimetrov piesku.Stavební robotníci však boli nezodpovední alebo utŕžili rohy a piesok priamo ukladali bez dlažobného piesku alebo symbolicky dláždili nejaký piesok.Potrubie je položené na kameňoch.Po dokončení zásypu a uvedení vody do prevádzky je v dôsledku hmotnosti samotného potrubia, vertikálneho zemného tlaku, zaťaženia vozidla vozidlom na potrubí a superpozície gravitácie podopreté jedným alebo niekoľkými ostrými vyvýšenými kameňmi na dne potrubia., nadmerná koncentrácia napätia, je veľmi pravdepodobné, že sa potrubie v tomto bode poškodí a v tomto bode praskne pozdĺž priamky.To je to, čo ľudia často nazývajú „efekt bodovania“.​

4/Opatrenia

Existuje mnoho ochranných opatrení proti vodnému rázu, ale je potrebné prijať rôzne opatrenia podľa možných príčin vodného rázu.
1. Zníženie prietoku vodovodných potrubí môže do určitej miery znížiť tlak vodného rázu, ale zväčší priemer vodovodných potrubí a zvýši investície do projektu.Pri ukladaní vodovodných potrubí je potrebné zvážiť, aby ste sa vyhli hrboľom alebo drastickým zmenám sklonu, aby sa skrátila dĺžka vodovodného potrubia.Čím dlhšie je potrubie, tým väčšia je hodnota vodného rázu pri zastavení čerpadla.Od jednej čerpacej stanice po dve čerpacie stanice slúži na prepojenie dvoch čerpacích staníc studňa na nasávanie vody.
Vodné rázy pri zastavení čerpadla

Takzvaný pump-stop water hammer označuje jav hydraulického šoku spôsobený náhlymi zmenami rýchlosti prúdenia vo vodnom čerpadle a tlakovom potrubí pri otvorení a zastavení ventilu v dôsledku náhleho výpadku prúdu alebo z iných dôvodov.Napríklad porucha napájacieho systému alebo elektrického zariadenia, občasná porucha jednotky vodného čerpadla atď. môže spôsobiť, že odstredivé čerpadlo otvorí ventil a zastaví sa, čo má za následok vodné rázy pri zastavení čerpadla.Veľkosť vodného rázu pri zastavení čerpadla súvisí hlavne s geometrickou výškou čerpacej miestnosti.Čím vyššia je geometrická výška, tým väčšia je hodnota vodného rázu pri zastavení čerpadla.Preto by sa mala zvoliť primeraná výška čerpadla na základe skutočných miestnych podmienok.

Maximálny tlak vodného rázu pri zastavení čerpadla môže dosiahnuť 200 % normálneho pracovného tlaku alebo dokonca vyšší, čo môže zničiť potrubia a zariadenia.Všeobecné havárie spôsobujú „únik vody“ a výpadok vody;vážne nehody spôsobujú zaplavenie čerpacej miestnosti, poškodenie zariadenia a poškodenie zariadení.poškodiť alebo dokonca spôsobiť zranenie alebo smrť osôb.

Po zastavení čerpadla v dôsledku nehody počkajte, kým sa potrubie za spätným ventilom naplní vodou, a až potom spustite čerpadlo.Pri spúšťaní čerpadla úplne neotvárajte výstupný ventil vodného čerpadla, inak dôjde k veľkému nárazu vody.Za takýchto okolností sa často vyskytujú veľké havárie vodných rázov v mnohých čerpacích staniciach.

2. Nastavte zariadenie na elimináciu vodného rázu
(1) Použitie technológie riadenia konštantného napätia
Automatický riadiaci systém PLC sa používa na riadenie čerpadla s premenlivou frekvenciou otáčok a na automatické riadenie prevádzky celého systému čerpacej miestnosti pre zásobovanie vodou.Keďže tlak vo vodovodnej potrubnej sieti sa neustále mení so zmenami pracovných podmienok, počas prevádzky systému sa často vyskytuje nízky tlak alebo pretlak, ktorý môže ľahko spôsobiť vodné rázy, ktoré vedú k poškodeniu potrubí a zariadení.Na riadenie potrubnej siete sa používa automatický riadiaci systém PLC.Detekcia tlaku, spätná kontrola spustenia a zastavenia vodného čerpadla a nastavenie rýchlosti, kontrola prietoku, a tým udržiavanie tlaku na určitej úrovni.Tlak prívodu vody čerpadla je možné nastaviť ovládaním mikropočítača, aby sa udržal konštantný tlak prívodu vody a zabránilo sa nadmerným výkyvom tlaku.Pravdepodobnosť vodného rázu je znížená.
(2) Nainštalujte eliminátor vodného rázu
Toto zariadenie hlavne zabraňuje vodnému rázu pri zastavení čerpadla.Zvyčajne sa inštaluje v blízkosti výstupného potrubia vodného čerpadla.Využíva tlak samotného potrubia ako výkon na realizáciu nízkotlakovej automatickej činnosti.To znamená, že keď je tlak v potrubí nižší ako nastavená ochranná hodnota, vypúšťací otvor sa automaticky otvorí na odtok vody.Odľahčenie tlaku sa používa na vyrovnanie tlaku v miestnych potrubiach a na zabránenie vplyvu vodného rázu na zariadenia a potrubia.Eliminátory možno vo všeobecnosti rozdeliť do dvoch typov: mechanické a hydraulické.Mechanické eliminátory sa po zásahu ručne obnovia, zatiaľ čo hydraulické eliminátory možno automaticky resetovať.
(3) Na výstupné potrubie vodného čerpadla s veľkým priemerom nainštalujte spätný ventil s pomalým zatváraním

Môže účinne eliminovať vodné rázy, keď je čerpadlo zastavené, ale pretože určité množstvo vody pretečie späť, keď sa čerpadlo zastavíAPI 609je aktivovaný ventil, studňa na nasávanie vody musí mať prepadové potrubie.Existujú dva typy spätných ventilov s pomalým zatváraním: typ kladiva a typ zásobníka energie.Tento druh ventilu môže podľa potreby upraviť čas zatvárania ventilu v určitom rozsahu (vítajte nasledovanie: Pump Butler).Vo všeobecnosti sa ventil zatvorí o 70 % až 80 % do 3 až 7 sekúnd po výpadku prúdu.Zostávajúcich 20% až 30% uzatvárací čas sa upravuje podľa podmienok vodného čerpadla a potrubia, spravidla v rozsahu 10 až 30 sekúnd.Stojí za zmienku, že keď je v potrubí hrb a dôjde k vodnému kladivu, úloha spätného ventilu s pomalým zatváraním je veľmi obmedzená.
(4) Vytvorte jednosmernú vežu na reguláciu tlaku
Je postavená v blízkosti čerpacej stanice alebo na vhodnom mieste na potrubí a výška jednosmernej vyrovnávacej veže je nižšia ako tlak v potrubí.Keď je tlak v potrubí nižší ako hladina vody vo veži, veža na reguláciu tlaku dopĺňa vodu do potrubia, aby sa zabránilo pretrhnutiu vodného stĺpca a preklenutiu vodného rázu.Avšak jeho účinok na zníženie tlaku na vodné kladivo iné ako vodné kladivo na zastavenie čerpadla, ako je vodné kladivo na zatváranie ventilov, je obmedzené.Okrem toho musí byť výkon jednosmerného ventilu použitého v jednosmernej tlakovej regulačnej veži absolútne spoľahlivý.Akonáhle ventil zlyhá, môže to spôsobiť veľké vodné rázy.
(5) Nastavte obtokové potrubie (ventil) v čerpacej stanici
Keď čerpadlový systém funguje normálne, spätný ventil je zatvorený, pretože tlak vody na výtlačnej strane čerpadla je vyšší ako tlak vody na sacej strane.Keď náhodný výpadok prúdu náhle zastaví čerpadlo, tlak na výstupe vodnej čerpacej stanice prudko klesne, zatiaľ čo tlak na sacej strane prudko stúpne.Pod týmto rozdielovým tlakom prechodná vysokotlaková voda v hlavnom potrubí nasávania vody tlačí dosku spätného ventilu a prúdi do prechodnej nízkotlakovej vody v hlavnom potrubí tlakovej vody, čo spôsobuje zvýšenie nízkeho tlaku vody tam;na druhej strane vodné čerpadlo Nárast tlaku vodného rázu na sacej strane je tiež znížený.Týmto spôsobom je riadený vzostup vodného rázu a pokles tlaku na oboch stranách stanice vodného čerpadla, čím sa účinne znižuje a predchádza nebezpečenstvu vodného rázu.
(6) Nastavte viacstupňový spätný ventil
V dlhom vodovodnom potrubí pridajte jeden alebo viacspätné ventily, rozdeľte vodovodné potrubie na niekoľko častí a na každú časť nainštalujte spätný ventil.Keď voda vo vodovodnom potrubí prúdi späť počas vodného rázu, každý spätný ventil sa zatvorí jeden po druhom, aby sa spätný tok rozdelil na niekoľko sekcií.Pretože hydrostatická výška v každej sekcii vodného potrubia (alebo sekcii spätného toku) je pomerne malá, prietok vody sa zníži.Zosilnenie kladivom.Toto ochranné opatrenie možno efektívne použiť v situáciách, keď je geometrický výškový rozdiel prívodu vody veľký;ale nemôže vylúčiť možnosť oddelenia vodného stĺpca.Jeho najväčšou nevýhodou je: zvýšený príkon vodného čerpadla pri bežnej prevádzke a zvýšené náklady na dodávku vody.