1/Konsepto

Ang water hammer ay tinatawag ding water hammer. Habang dinadala ang tubig (o iba pang likido), dahil sa biglaang pagbukas o pagsara ngBalbula ng Paru-paro ng Api, mga balbula ng gate, suriin ang mga balbula atmga balbula ng bola. biglaang paghinto ng mga bomba ng tubig, biglaang pagbukas at pagsasara ng mga guide vane, atbp., biglang nagbabago ang daloy ng tubig at ang presyon ay lubhang nagbabago. Ang epekto ng water hammer ay isang matingkad na termino. Ito ay tumutukoy sa isang matinding water hammer na dulot ng epekto ng daloy ng tubig sa pipeline kapag ang bomba ng tubig ay pinaandar at pinahinto. Dahil sa loob ng tubo ng tubig, ang panloob na dingding ng tubo ay makinis at malayang dumadaloy ang tubig. Kapag ang isang bukas na balbula ay biglang isinara o ang bomba ng suplay ng tubig ay pinahinto, ang daloy ng tubig ay bubuo ng presyon sa balbula at dingding ng tubo, pangunahin na ang balbula o bomba. Dahil ang dingding ng tubo ay makinis, sa ilalim ng aksyon ng inertia ng kasunod na daloy ng tubig, ang puwersa ng haydroliko ay mabilis na umaabot sa pinakamataas at nagbubunga ng mga mapanirang epekto. Ito ang "water hammer effect" sa haydrolika, iyon ay, positibong water hammer. Sa kabaligtaran, kapag ang isang saradong balbula ay biglang binuksan o ang bomba ng tubig ay pinaandar, magkakaroon din ng water hammer, na tinatawag na negatibong water hammer, ngunit hindi ito kasing laki ng nauna. Ang epekto ng presyon ay magiging sanhi ng pag-igting ng dingding ng tubo at lilikha ng ingay, tulad ng pagtama ng martilyo sa tubo, kaya ito ay tinatawag na water hammer effect.

2/Mga Panganib

Ang agarang presyon na nalilikha ng water hammer ay maaaring umabot sa dose-dosenang o kahit daan-daang beses ng normal na presyon ng operasyon sa pipeline. Ang ganitong malalaking pagbabago-bago ng presyon ay maaaring magdulot ng malakas na panginginig ng boses o ingay sa sistema ng pipeline at maaaring makapinsala sa mga kasukasuan ng balbula. Mayroon itong lubhang nakapipinsalang epekto sa sistema ng tubo. Upang maiwasan ang water hammer, ang sistema ng pipeline ay kailangang idisenyo nang tama upang maiwasan ang labis na mataas na rate ng daloy. Sa pangkalahatan, ang dinisenyong rate ng daloy ng tubo ay dapat na mas mababa sa 3m/s, at ang bilis ng pagbukas at pagsasara ng balbula ay kailangang kontrolin.
Dahil ang bomba ay pinapaandar, pinahinto, at ang mga balbula ay nagbubukas at nagsasara nang napakabilis, ang bilis ng tubig ay lubhang nagbabago, lalo na ang water hammer na dulot ng biglaang paghinto ng bomba, na maaaring makapinsala sa mga pipeline, water pump, at mga balbula, at maging sanhi ng pag-atras ng water pump at pagbaba ng presyon ng network ng tubo. Ang epekto ng water hammer ay lubhang mapanira: kung ang presyon ay masyadong mataas, ito ay magiging sanhi ng pagkabasag ng tubo. Sa kabaligtaran, kung ang presyon ay masyadong mababa, ito ay magiging sanhi ng pagguho ng tubo at pagkasira ng mga balbula at mga pangkabit. Sa napakaikling panahon, ang daloy ng tubig ay tataas mula zero hanggang sa rated flow rate. Dahil ang mga likido ay may kinetic energy at isang tiyak na antas ng compressibility, ang malalaking pagbabago sa daloy ng tubig sa napakaikling panahon ay magdudulot ng mataas at mababang presyon na epekto sa pipeline.

3/bumuo

Maraming dahilan para sa water hammer. Ang mga karaniwang salik ay ang mga sumusunod:

1. Biglang bumubukas o nagsasara ang balbula;

2. Biglang humihinto o umaandar ang yunit ng bomba ng tubig;

3. Isang tubo lamang ang naghahatid ng tubig patungo sa isang mataas na lugar (ang pagkakaiba sa taas ng lupain na pinagmumulan ng tubig ay lumampas sa 20 metro);

4. Malaki ang kabuuang pagtaas (o presyon ng pagtatrabaho) ng bomba ng tubig;

5. Masyadong malaki ang bilis ng daloy ng tubig sa tubo ng tubig;

6. Masyadong mahaba ang tubo ng tubig at malaki ang pagbabago ng lupain.
7. Ang iregular na konstruksyon ay isang nakatagong panganib sa mga proyekto ng pipeline ng suplay ng tubig
(1) Halimbawa, ang produksyon ng mga cement thrust piers para sa mga tee, elbow, reducers at iba pang mga joint ay hindi nakakatugon sa mga kinakailangan.
Ayon sa “Mga Teknikal na Regulasyon para sa Buried Rigid Polyvinyl Chloride Water Supply Pipeline Engineering”, ang mga cement thrust pier ay dapat i-install sa mga joint tulad ng mga tee, elbow, reducers at iba pang mga tubo na may diameter na ≥110mm upang maiwasan ang paggalaw ng pipeline. “Mga concrete thrust pier” Hindi ito dapat mas mababa sa C15 grade, at dapat itong i-cast on-site sa hinukay na orihinal na pundasyon ng lupa at trench slope.” Ang ilang mga construction parties ay hindi nagbibigay ng sapat na pansin sa papel ng mga thrust pier. Nagpapako sila ng kahoy na tulos o nag-wedge ng bakal na prong sa tabi ng pipeline upang magsilbing thrust pier. Minsan ang volume ng cement pier ay masyadong maliit o hindi ibinubuhos sa orihinal na lupa. Sa kabilang banda, ang ilang thrust pier ay hindi sapat ang tibay. Bilang resulta, habang ginagamit ang pipeline, ang mga thrust pier ay hindi maaaring gumana at maging walang silbi, na nagiging sanhi ng mga pipe fitting tulad ng mga tee at elbow na hindi nakahanay at masira.
(2) Hindi naka-install ang awtomatikong balbula ng tambutso o hindi makatwiran ang posisyon ng pag-install.
Ayon sa prinsipyo ng haydrolika, ang mga awtomatikong balbula ng tambutso ay dapat idisenyo at i-install sa matataas na bahagi ng mga tubo sa mga bulubunduking lugar o burol na may malalaking alon. Kahit sa mga patag na lugar na may maliliit at alon-alon na lupain, ang mga tubo ay dapat na artipisyal na idisenyo kapag naghuhukay ng mga kanal. May mga pagtaas at pagbaba, pagtaas o pagbaba sa isang paikot na paraan, ang dalisdis ay hindi bababa sa 1/500, at 1-2 balbula ng tambutso ang idinisenyo sa pinakamataas na bahagi ng bawat kilometro.
Dahil sa proseso ng transportasyon ng tubig sa pipeline, ang gas sa pipeline ay lalabas at maiipon sa mga nakataas na bahagi ng pipeline, na maaaring magdulot ng bara sa hangin. Kapag nagbago ang daloy ng tubig sa pipeline, ang mga bulsa ng hangin na nabubuo sa mga nakataas na bahagi ay patuloy na mapipiga at lalawak, at ang gas ay magiging. Ang presyon na nalilikha pagkatapos ng compression ay dose-dosenang o kahit daan-daang beses na mas malaki kaysa sa presyon na nalilikha pagkatapos ng pag-compress ng tubig (public account: Pump Butler). Sa ngayon, ang bahaging ito ng pipeline na may mga nakatagong panganib ay maaaring humantong sa mga sumusunod na sitwasyon:
• Matapos dumaan ang tubig paakyat sa tubo, ang tumutulo na tubig ay nawawala pababa. Ito ay dahil hinaharangan ng air bag sa tubo ang daloy ng tubig, na nagiging sanhi ng paghihiwalay ng haligi ng tubig.
• Ang naka-compress na gas sa pipeline ay na-compress hanggang sa pinakamataas na limitasyon at mabilis na lumalawak, na nagiging sanhi ng pagkabasag ng pipeline.
• Kapag ang tubig mula sa isang mataas na pinagmumulan ng tubig ay dinadala pababa sa isang tiyak na bilis sa pamamagitan ng daloy ng grabidad, pagkatapos mabilis na magsara ang balbula sa itaas ng agos, dahil sa inersya ng pagkakaiba sa taas at bilis ng daloy, ang haligi ng tubig sa tubo sa itaas ng agos ay hindi agad humihinto. Ito ay gumagalaw pa rin sa isang tiyak na bilis. Ang bilis ay dumadaloy pababa sa agos. Sa oras na ito, isang vacuum ang nabubuo sa pipeline dahil ang hangin ay hindi maaaring mapunan muli sa paglipas ng panahon, na nagiging sanhi ng pag-urong ng pipeline ng negatibong presyon at pagkasira.
(3) Ang lupang trintsera at backfill ay hindi sumusunod sa mga regulasyon.
Madalas makita ang mga hindi kwalipikadong trinsera sa mga bulubunduking lugar, pangunahin dahil maraming bato sa ilang partikular na lugar. Ang mga trinsera ay hinuhukay nang manu-mano o pinapasabog gamit ang mga pampasabog. Ang ilalim ng trinsera ay lubhang hindi pantay at may mga nakausling matutulis na bato. Kapag nakatagpo nito, sa kasong ito, ayon sa mga kaugnay na regulasyon, ang mga bato sa ilalim ng trinsera ay dapat tanggalin at higit sa 15 sentimetro ng buhangin ay dapat na sementahin bago mailagay ang pipeline. Gayunpaman, ang mga manggagawa sa konstruksyon ay iresponsable o pumigil sa mga gilid at direktang naglatag ng buhangin nang walang sementadong buhangin o simbolikong naglalagay ng kaunting buhangin. Ang pipeline ay inilalagay sa mga bato. Kapag natapos na ang backfill at naipatupad na ang tubig, dahil sa bigat ng pipeline mismo, ang patayong presyon ng lupa, ang karga ng sasakyan sa pipeline, at ang superposisyon ng grabidad, sinusuportahan ito ng isa o ilang matutulis na nakataas na bato sa ilalim ng pipeline. , sa labis na konsentrasyon ng stress, ang pipeline ay malamang na masira sa puntong ito at mabitak sa isang tuwid na linya sa puntong ito. Ito ang madalas na tinatawag ng mga tao na "scoring effect."

4/Mga Panukala

Maraming mga hakbang sa pag-iwas sa water hammer, ngunit iba't ibang mga hakbang ang kailangang gawin ayon sa mga posibleng sanhi ng water hammer.
1. Ang pagbabawas ng daloy ng mga tubo ng tubig ay maaaring makabawas sa presyon ng water hammer sa isang tiyak na antas, ngunit mapapataas nito ang diyametro ng mga tubo ng tubig at mapapataas ang pamumuhunan sa proyekto. Kapag naglalatag ng mga tubo ng tubig, dapat isaalang-alang ang pag-iwas sa mga umbok o malalaking pagbabago sa dalisdis upang mabawasan ang haba ng tubo ng tubig. Kung mas mahaba ang tubo, mas malaki ang halaga ng water hammer kapag nakahinto ang bomba. Mula sa isang istasyon ng pumping patungo sa dalawang istasyon ng pumping, isang balon ng pagsipsip ng tubig ang ginagamit upang pagdugtungin ang dalawang istasyon ng pumping.
Water hammer kapag nakatigil ang bomba

Ang tinatawag na pump-stop water hammer ay tumutukoy sa hydraulic shock phenomenon na dulot ng biglaang pagbabago sa bilis ng daloy sa water pump at pressure pipes kapag ang balbula ay binuksan at pinahinto dahil sa biglaang pagkawala ng kuryente o iba pang mga dahilan. Halimbawa, ang pagkasira ng power system o electrical equipment, paminsan-minsang pagkasira ng water pump unit, atbp. ay maaaring maging sanhi ng pagbukas ng balbula at paghinto ng centrifugal pump, na nagreresulta sa water hammer kapag pinahinto ang bomba. Ang laki ng water hammer kapag pinahinto ang bomba ay pangunahing nauugnay sa geometric head ng pump room. Kung mas mataas ang geometric head, mas malaki ang halaga ng water hammer kapag pinahinto ang bomba. Samakatuwid, ang isang makatwirang head ng bomba ay dapat piliin batay sa aktwal na lokal na kondisyon.

Ang pinakamataas na presyon ng water hammer kapag ang isang bomba ay nakatigil ay maaaring umabot sa 200% ng normal na presyon ng pagtatrabaho, o mas mataas pa, na maaaring makasira sa mga tubo at kagamitan. Ang mga pangkalahatang aksidente ay nagdudulot ng "tagas ng tubig" at pagkawala ng tubig; ang mga malulubhang aksidente ay nagiging sanhi ng pagbaha sa silid ng bomba, pagkasira ng kagamitan, at pagkasira ng mga pasilidad. pinsala o maging sanhi ng personal na pinsala o kamatayan.

Pagkatapos ihinto ang bomba dahil sa isang aksidente, hintaying mapuno ng tubig ang tubo sa likod ng check valve bago paandarin ang bomba. Huwag buksan nang lubusan ang outlet valve ng water pump kapag pinapaandar ang bomba, kung hindi ay magkakaroon ng malakas na pagtama ng tubig. Ang mga malalaking aksidente sa water hammer sa maraming pumping station ay kadalasang nangyayari sa ilalim ng ganitong mga pangyayari.

2. Mag-set up ng aparatong pang-alis ng water hammer
(1) Paggamit ng teknolohiyang kontrol sa pare-parehong boltahe
Isang PLC automatic control system ang ginagamit upang kontrolin ang bomba na may pabagu-bagong bilis ng frequency at upang awtomatikong kontrolin ang operasyon ng buong sistema ng pump room ng suplay ng tubig. Dahil ang presyon ng network ng pipeline ng suplay ng tubig ay patuloy na nagbabago kasabay ng mga pagbabago sa mga kondisyon ng pagtatrabaho, ang mababang presyon o overpressure ay kadalasang nangyayari habang ginagamit ang sistema, na madaling magdulot ng water hammer, na humahantong sa pinsala sa mga pipeline at kagamitan. Isang PLC automatic control system ang ginagamit upang kontrolin ang network ng tubo. Pagtukoy ng presyon, feedback control ng pagsisimula at paghinto ng water pump at pagsasaayos ng bilis, pagkontrol ng daloy, at sa gayon ay mapanatili ang presyon sa isang tiyak na antas. Ang presyon ng suplay ng tubig ng bomba ay maaaring itakda sa pamamagitan ng pagkontrol sa microcomputer upang mapanatili ang pare-parehong presyon ng suplay ng tubig at maiwasan ang labis na pagbabago-bago ng presyon. Nababawasan ang posibilidad ng water hammer.
(2) Magkabit ng pang-alis ng water hammer
Pangunahing pinipigilan ng aparatong ito ang water hammer kapag nakahinto ang bomba. Karaniwan itong naka-install malapit sa tubo ng labasan ng bomba ng tubig. Ginagamit nito ang presyon ng tubo mismo bilang kuryente upang maisakatuparan ang awtomatikong aksyon ng mababang presyon. Ibig sabihin, kapag ang presyon sa tubo ay mas mababa kaysa sa itinakdang halaga ng proteksyon, awtomatikong magbubukas ang drain port upang maubos ang tubig. Ginagamit ang pressure relief upang balansehin ang presyon ng mga lokal na tubo at maiwasan ang epekto ng water hammer sa kagamitan at mga tubo. Ang mga eliminator ay karaniwang nahahati sa dalawang uri: mekanikal at haydroliko. Ang mga mekanikal na eliminator ay manu-manong ibinabalik pagkatapos ng aksyon, habang ang mga hydraulic eliminator ay maaaring awtomatikong i-reset.
(3) Magkabit ng mabagal na pagsasara ng check valve sa tubo palabas ng malaking diyametro ng bomba ng tubig

Mabisa nitong maalis ang water hammer kapag nakahinto ang bomba, ngunit dahil may tiyak na dami ng tubig na aagos pabalik kapag angApi 609Kapag na-activate na ang balbula, dapat may tubo para sa pag-apaw ang balon ng pagsipsip ng tubig. Mayroong dalawang uri ng mga balbulang pang-check na mabagal magsara: uri ng martilyo at uri ng imbakan ng enerhiya. Maaaring isaayos ng ganitong uri ng balbula ang oras ng pagsasara ng balbula sa loob ng isang tiyak na saklaw kung kinakailangan (maligayang pagdating sa: Pump Butler). Sa pangkalahatan, ang balbula ay nagsasara ng 70% hanggang 80% sa loob ng 3 hanggang 7 segundo pagkatapos ng pagkawala ng kuryente. Ang natitirang 20% ​​hanggang 30% na oras ng pagsasara ay inaayos ayon sa mga kondisyon ng bomba ng tubig at tubo, kadalasan ay nasa hanay na 10 hanggang 30 segundo. Mahalagang tandaan na kapag may umbok sa tubo at may water martilyo, ang papel ng balbulang pang-check na mabagal magsara ay napakalimitado.
(4) Magtayo ng one-way pressure regulating tower
Ito ay itinayo malapit sa istasyon ng pumping o sa isang naaangkop na lokasyon sa pipeline, at ang taas ng one-way surge tower ay mas mababa kaysa sa presyon ng pipeline doon. Kapag ang presyon sa pipeline ay mas mababa kaysa sa antas ng tubig sa tower, ang pressure regulating tower ay nagpupuno ng tubig sa pipeline upang maiwasan ang pagbasag ng haligi ng tubig at pag-bridge sa water hammer. Gayunpaman, ang epekto nito sa pagbabawas ng presyon sa water hammer maliban sa pump-stop water hammer, tulad ng valve-closing water hammer, ay limitado. Bukod pa rito, ang pagganap ng one-way valve na ginagamit sa one-way pressure regulating tower ay dapat na lubos na maaasahan. Kapag ang balbula ay nasira, maaari itong magdulot ng malaking water hammer.
(5) Maglagay ng bypass pipe (balbula) sa istasyon ng bomba
Kapag normal ang paggana ng sistema ng bomba, ang check valve ay sarado dahil ang presyon ng tubig sa pressure side ng bomba ay mas mataas kaysa sa presyon ng tubig sa suction side. Kapag ang aksidenteng pagkawala ng kuryente ay biglang huminto sa bomba, ang presyon sa labasan ng water pump station ay biglang bumababa, habang ang presyon sa suction side ay biglang tumataas. Sa ilalim ng differential pressure na ito, ang transient high-pressure na tubig sa water suction main pipe ay itinutulak ang check valve valve plate at dumadaloy patungo sa transient low-pressure na tubig sa pressure water main pipe, na nagiging sanhi ng pagtaas ng mababang presyon ng tubig doon; sa kabilang banda, ang pagtaas ng presyon ng water hammer sa suction side ng water pump ay nababawasan din. Sa ganitong paraan, ang pagtaas at pagbaba ng presyon ng water hammer sa magkabilang panig ng water pump station ay kinokontrol, sa gayon ay epektibong binabawasan at pinipigilan ang mga panganib ng water hammer.
(6) Mag-set up ng multi-stage check valve
Sa isang mahabang tubo ng tubig, magdagdag ng isa o higit pamga balbula ng tseke, hatiin ang tubo ng tubig sa ilang seksyon, at magkabit ng check valve sa bawat seksyon. Kapag ang tubig sa tubo ng tubig ay umaagos pabalik habang ginagamit ang water hammer, ang bawat check valve ay isinasara nang sunud-sunod upang hatiin ang backflush flow sa ilang seksyon. Dahil medyo maliit ang hydrostatic head sa bawat seksyon ng tubo ng tubig (o backflush flow section), nababawasan ang daloy ng tubig. Hammer boost. Ang proteksiyon na hakbang na ito ay maaaring epektibong gamitin sa mga sitwasyon kung saan malaki ang pagkakaiba sa taas ng geometric supply ng tubig; ngunit hindi nito maaalis ang posibilidad ng paghihiwalay ng water column. Ang pinakamalaking disbentaha nito ay: pagtaas ng konsumo ng kuryente ng water pump sa panahon ng normal na operasyon at pagtaas ng gastos sa supply ng tubig.