船舶管系“水錘效應”成因分析及消除措施

祁少云

（廣船國際技術中心）

0 前言

船舶建造是一個復雜的工程，船舶上存在著大量的管路，船舶管路中各使用終端存在用水量不確定、用水時間不確定的情況，船舶管路使用過程中，就會出現水錘效應。如果流速設計不當，容易對管道、供水設備、閥件造成嚴重損害。水錘效應是指管道內壁光滑，液體正常流動，當突然打開或關閉閥門和換向時，管道內流體在極短的時間內由于流量發生突變，引起的壓強急劇升高或降低的交替變化對管道、閥件及泵等產生的強烈沖擊，產生猶如錘子敲擊管道、泵、閥件等產生噪聲的現象。突然打開閥門時管內流體在慣性作用下壓力變為負壓為負水錘；突然關閉閥門時管內流體在慣性作用下壓力變為正壓為正水錘。由于水錘的產生使管道壓力急劇增大有可能達到正常壓力的幾倍至幾十倍，有可能導致管路爆裂、閥件的閥盤和泵的葉輪補擊穿，反之壓強過低又會導致管道癟塌、閥件的閥盤變形和泵的葉輪被折彎。

1 水錘的產生原因及傳播

如圖1 管路A 端法蘭接閥件，B 端法蘭接水池。現以管路長度為L,閥件關閉前管路中液體流速為V0，閥門關閉前管路的壓力為p0，閥件關閉后液體在管路里傳播的時間為t 為例來闡述。當閥門突閉時，緊接閥門的管路法蘭A 處的液體流速降低為零，管路中的液體由于慣性作用仍以V0 向A 處流動，首先靠近閥件A 處lx 一段長度液體受到壓縮，在該段長度內流速為零，壓力升高至p0+△p，由于管路lx 上游即B 方向未受閥門關閉影響，仍以速度v0 流向下游，使靠近lx 的另一段液體受到壓縮，直至爭端管路逐步被壓縮?！?br>