水击计算

水击计算

当发生水击现象时，根据流体力学原理，压力管道中任一点的流速和压力不仅与该点的位置有关，而且与时间有关，这一不稳定状态将持续过渡到下一个稳定状态。

设在水平管内取出一段流体，在时间段△t内，水击波从流体的一边传递到另一边。水击波传播速度为a，所以流体长度为△L= a△t。设原有的流速为V0，水击波通过后的流速为V0 –△V，流速变化值为△V。压强也从原有的?H增大到?(H+△H)，同时流体密度和管道断面都有相应的变化。 根据冲量变化应等于动量变化的原理，即

△ p △t = m△V [(?+△?)( H+△H)( A+△A)－?HA] △t

=

忽略二阶微量，并且

△H + H

??????( A+△A) △L△V

g?L = a，得： ?t?Aa = △V Ag再忽略管道断面的变化，得出水击压头的增值为：

△H =

ag△V =

ag(V0 –V)

式中：△H —— 水击压头 ，m；

a —— 水击波速 ，m/s； V0 —— 起始流速 ，0.91m/s；

V —— 终了流速 ，0m/s；

A —— 管内截面积，m2 ；

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? —— 流体的容重，kg/m. S；

g —— 重力加速度 ，9.81m/s。

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再根据连续方程，求得水击波速为：

K? a =

KD1?Ee 式中： a —— 水击波速 ，m/s；

K —— 介质的体积弹性模量，1242MPa； ρ —— 介质密度 ，856kg/m；

D —— 管道内径 ， 0.208m；

e —— 管壁厚度 ，0.0052m；

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E —— 管材的弹性模量，2.5×10MPa。

a 约为 1100m/s。

水击压头： △H =

ag(V0 –V) =

1100× 0.91 = 102 m 9.81