當管道流量調節過快或突然停泵等造成局部壓力驟降並出現斷流空腔時，空腔兩端的水柱會在壓力波反射後迅速回沖，彌合斷流空腔並引起較大的水柱撞擊升壓，稱之為斷流彌合水錘。
基本介紹
- 中文名：斷流彌合水錘
- 外文名：Water Hammer of Cavities Collapsing
斷流彌合水錘的形成,斷流彌合水錘的危害,
斷流彌合水錘的形成
按照波動現象，水錘可以分為水柱連續的水錘現象（無水柱分離）和伴有水柱分離的水錘現象（斷流空腔再彌合水錘現象）。所謂伴有水錘分離的水錘現象，是有壓管流出現大空腔時的一種水錘現象。當水錘波在有壓管流中傳播時，水體質點做周期性的疏密變化，使水體中的質點群時而受拉，時而受壓。由於水體承拉能力極差，概括講，當它承受不住這種拉力時，水柱就會斷裂而彼此分離開（特別在含有雜質、小氣泡的水體中或在管線縱坡面上作折線變化較大的諸固定點處，如“駝峰”、“膝部”和小丘頂端等），產生一些大空腔或“空管段”，使水流的連續性遭到破壞從而造成水柱分離現象；在密封非常完好的管段中，大空腔或空管段內呈現很高程度的真空。當空管段消失（空腔潰滅）即兩股水柱重新彌合時，空腔內的水蒸氣迅速凝結，於是兩股水柱互相猛烈碰撞，因而造成升壓很高的“斷流空腔再彌合水錘”（簡稱斷流彌合水錘“）。它是水泵供水系統中最具有危害性的一種水錘撞擊波動。
近年來我國分布在地形複雜、地勢起伏較大的地區的長輸管線工程逐年增多，這種情況在我國西北、西南地區尤為突出，此類工程管線長、地形起伏大，在泵站啟停、機組調速、各中間站的流程切換或分輸站的啟停、事故工況停機以及調節閥動作失靈、誤關閉等操作過程中，極易產生水綞增壓波和減壓波以較大的速度向上下游傳播，產生液柱分離和彌合水錘現象，造成危害很大的斷流空腔彌合水錘危害，影響管道的安全常運行。
水錘波中的減壓波向下游傳遞，使管線沿線壓力降低，當壓力下降到一定值後，輸送液體中的溶解氣體會逸出形成小氣泡，當管內壓力進一步降低到液體飽和蒸氣壓且持續時間足夠長時，管內液體就會汽化產生蒸氣，蒸氣與己形成的氣泡相結合，形成較大的氣囊在管內上升，氣囊隨著液體流動，氣囊會聚集在管道高程處，占據很大一段管道，甚至會把連續液柱隔破壞了液體的連續性，可能阻斷整個管道流通截面形成斷流空腔從而導致液柱分離，這個過程中的低壓容易造成管道失穩變形。
水錘波中的增壓波向上游傳遞，使管道沿線壓力增大，使分離開的兩液柱重新彌合即空腔潰滅時，將產生具有直接水錘特徵的斷流彌合水錘，當管道發生斷流彌合水錘時，水錘波以高速沿管道傳播，水錘波波峰過後，由於流動狀態的不平衡，還會產生充裝壓力，水錘增壓和充裝壓力疊加在管道剩餘壓力上，當疊加後的液體壓力超過管道的最大允許工作壓力，就有可能造成管道強度破壞，特別是那些穩定運行時動水壓力接近於管道臨界承受壓力的位置（如山管道的低洋地段等），更容易引起管道超壓，造成強度破壞。
斷流彌合水錘的危害
長輸管道因為泵站或閥門工況的改變造成不穩定流動時可能產生液柱分離現象和斷流彌合水錘現象，一方面液柱分離造成的低壓：可能使管道失穩變形（壓癟）；另一方面斷流彌合水錘造成的高壓可能擊破管道。斷流空腔彌合水錘過程中的液柱分離及彌合水錘，對長輸管線工程和其他各種工業管道工程的危害是巨大而驚人的，容易造成管道爆裂、設備損壞，甚至會淹沒泵站，造成巨大經濟損失，發生事故後不僅要耗費巨大的人力財力進行維修，而且耽誤工程進度；盲目選用水錘防護設備和制定不合理的水錘綜合防護措施，不僅達不到預期的水錘防護效果，甚至可能使斷流空腔彌合水錘變得更嚴重。
