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--- water hammer or surge pressure calculation (http://www.calgarychinese.ca/bbs/cgi-bin/forums.cgi?forum=20&topic=149)


-- 作者: waters
-- 发布时间: 2005/03/09 05:25pm


I am designing a system which have a contant pump rate of water thorugh a modulating valve (butterfly), every time the pump startup, the valve will first open at 5% open then gradually to 100% open in about 16 minutes,

Question,

how to calculate the water hammer on the pipe and fitting when it is from 0 to 5% open? Or this question should be what's the maximun surge pressure during the period?


-- 作者: IMWORKMAN
-- 发布时间: 2005/06/02 02:56pm

CAESARII


-- 作者: IMWORKMAN
-- 发布时间: 2005/06/02 02:57pm

CAESARII,a software for stress analysis by COADE.


-- 作者: zhenggh2000
-- 发布时间: 2005/07/06 09:41am

摘自:www.rlpipe.com/zhishi.htm
水锤现象
  在有压管道中,由于某种原因(如阀门启闭,换向阀变换工位,水泵机组突然停车,管道中有气室等),使水流速度发生突然变化,同时引起管道中水流压力急剧上升或下降的现象,称为水击,或水锤。水锤引起的压强升高,可达管道正常工作压强的几十倍至数百倍。另外,还会使管内出现负压。压强大幅波动,有很大的破坏性,可导致管道系统强烈振动、噪声,造成阀门破坏、管件接头破裂、断开,甚至管道炸裂等重大事故。
  水锤压力(ΔF,m)可按下式计算:
  ΔF=(a/g)*Δv
式中 Δv —— 管内水的流速,可取平均流速v(m/s);
   a —— 压力波回流的速度(m/s);
   γ —— 水的重力密度,取10kN/m3;
   K —— 水的体积模量,20℃时为3000MPa;
   C —— 管端固定度,可取0.9;
   Ep —— 管壁的弹性模量,可取3000MPa;
   en —— 管壁的计算厚度m。

 a*a=1/[(γ /g)*(1/k)*(c*di/(Ep*en))]
防止水锤危害的措施:
a) 限制管中流速,水锤强度与管中流速成正比,减小流速,便可减小水锤强度,因此一般给水管网中,限制V0<1.5m/s。
b) 操作运行中应缓慢启闭阀门以延长阀门启闭时间,从而避免产生直接水击并可降低间接水击强度。
c) 管路当中按规定安装排气阀,避免管道当中存在气室,产生直接或间接水锤。
d) 采用弹性模量较小的管材,使水锤波传播速度减缓,从而降低直接水锤强度。各种管材通行模量见表2-2。

            表2-2 管材材料的通行模量

管 材   钢 管        铸铁管   钢筋混凝土管   木 管     PVC管
E(Pa)   20.6×1010 9.8×1010 19.6×109     9.8×109   3×109

e) 设置安全阀,进行水锤过载保护。


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