試析水擊在壓力管道工程設計中的防控

王丹 李曉玲

南京中旺工程設計有限公司 江蘇南京 210000

在產生水擊的同時也會產生水擊波，其與聲波的傳播方式相似，是屬于縱波的一種表現形式。在對壓力管道工程設計期間的水擊進行防控時，會使其壓力提升，會使壓力管路產生大頻率的震動，也會具備相應的噪音。本文從產生水擊的原因入手，展開闡述，針對如何正確防控水擊進行深入探討。

1 產生水擊壓力的重要原因

（1）在對壓力管道進行充水期間，壓力管道中的空氣通常狀況下，都會通過管道附件排放出來。空氣與水的粘滯性進行全面比較，空氣自身的粘滯性比較小，這樣空氣就可以通過排氣閥的高速運轉進行排放，進而使水能夠勻速的進入到管線中；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進行關閉。水自身的粘滯性要遠遠大于空氣，其能夠全面降低壓力管道中的實際流速，從而產生水擊。在通常狀況下，如果將壓力管道的實際充水速度控制在0．3m/s的速度內，就能夠有效防止產生水擊現象，進而降低其對壓力管道整體的破壞，如圖一所示，詳細分析了閥開度和實際流量狀況。

（2）在對減壓閥進行操作時同樣也會產生水擊。減壓閥在壓力管道壓力過大的影響下，其會自動打開，通過在壓力管道中放水的方式，來進一步減緩管線壓力。大部分的減壓閥都能夠開度開啟，其能夠以預期的速度進行關閉[1]。但是減壓閥與管徑進行比較，減壓閥的尺寸都比較大，一旦沒有正確調節，閥門就會進入快速操作流程，在使其流速發生改變時，就會產生水擊。基于此，要求防控人員注重開展減壓閥尺寸的設計與操作工作，進而防止產生水擊。

2 水擊在壓力管道工程設計中的防控舉措

在壓力管道工程設計期間要對水擊進行全面防控。在完成壓力管道布置工作之后，能夠準確分析出水擊所運用的管道長度、具體直徑、壁厚以及相關機械的具體型號和尺寸。首先在對水擊進行分析期間，要計算并且繪制出壓力管道在正常運行期間的水力坡度線，其還被稱為壓坡線。實際上壓力管道線上的隨意一點的工作壓力，就是該點管線高程和其高程差，之后再進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斷，就會產生水擊；但是如果在此設計方面沒有及時對水擊進行防控，沒有防止產生氣泡，那么產生的水擊壓力對于壓力管道而言就是其承受到的最大水擊壓力。

（1）在對壓力管道進行校正審核期間，要充分利用最大水擊壓力。保證壓力管道即便在發生水擊時，也要具備充足的安全余度，否則就需要重新調整壓力管道設計方案，或是要合理增補救和控制設備。在經濟成本上進行分析，重新調整設計方案比增設補救設備經濟性更強。但并不通過增設單一的補救裝置，就能夠解決水擊方面存在的全部問題。而是要對壓力管道的實時運行狀況以及一些特殊形式進行全面分析，才能夠制定更加科學合理的控制方式。

（2）在防控水擊問題期間，每一個壓力管道自身都具備獨特性，這就需要管控人員從實際水擊狀況出發，制定更加全面解決方案。在開展壓力管道設計工作期間，就要以設計任務的實際需求為依據，選擇更具有針對性的水擊防控措施，明確控制設備的具體尺寸；通過對比多個水擊防控方案，選擇出更具有可行性和經濟性的防控方案[2]。本文注重對以下五方面防控舉措進行詳細分析，通過正確運用這些方式，能夠有效減少水擊對壓力管道帶來的破壞。①在檢修閥周圍合理布置旁通道；②充分運用緩閉閥門；③為了能夠保證離心式水泵在突然斷電期間，其產生水擊壓力仍然處于安全范圍內，就在水泵出口端分別設置兩個階段性功能作用的關閉閥，也就是要求防控人員充分運用快慢關閉的方式，來防止水擊壓力快速上升；④結合水擊實際狀況，合理增設相應的排氣閥、補氣閥以及減壓閥等相關機械裝置，進而全面提升水擊防控效率；⑤在壓力管道線上建立調壓室，保證壓力管道設計工作順利開展。

以上這些先進機械裝置在壓力管道設計期間，進行協調運作，既能降低水擊對其的破壞，也能保證后期開展壓力管道建設工作提供安全保障。在實際開展壓力管道設計工作期間，水擊防控人員在工作時經常會忽視提升管道流量工作、合理增設反水口工作以及增設加壓站等工作內容，要注重關注其動態變化狀況，要對壓力管道設計中的水擊狀況進行多次檢驗、校驗和審核。如果在開展水擊防控設計工作期間，其無法準確確定規模參數時，就要及時開展模型試驗，不僅要充分利用書本指標，也要對實際防控需求進行全面分析，進而保證水擊防控設計工作的真實有效性[3]。

3 結語

總之，水擊對壓力管道的設計效率具有重要影響，在液體流速的不斷變化下會產生水擊波，而水擊波在打的沿著壓力管道進行傳播時，就會使壓力管道內部的壓力不斷發生改變，此種狀況就是指水擊、水錘壓力以及涌壓。這項控制工作，是壓力管道設計人員需要格外注重開展的一項工作，其能夠提升壓力管道整體設計質量。