由於管道中液體流量變化引起的壓力增減現象，即管道非恆定流(unsteady flow in pipe)。習慣上也稱為水擊、水錘(water hammer)。
基本介紹
- 中文名：管道水力瞬變
- 外文名： hydraulic transients in pipe
- 學科：電力科學
- 拼音：guǎn dào shuǐ lì shùn biàn
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概念
由於管道中液體流量變化引起的壓力增減現象，即管道非恆定流(unsteady flow in pipe)。習慣上也稱為水擊、水錘(water hammer)。
主要原因
引起管道水力瞬變的主要原因是：
- 閥門發生偶然的或是預定的變化;
- 泵或水輪機的啟動和停止;
- 水輪機輸出功率的變化;
- 上游水庫或水池水位的改變;
- 水庫上的波浪;
- 水輪機調速器的振盪;
- 泵或水輪機中葉輪或導葉的振動;
- 可變形的一些附屬檔案(如閘門)的振動;
- 旋渦引起的引水管或水輪機尾水管的不穩定。
伴隨現象
水電工程中的管道水力瞬變問題，主要有水輪機突甩負荷和水泵事故斷電(又稱為動力丟失)，調壓室系統的涌浪波動，管道系統的水力振盪。
在水力瞬變過程中可發生下述現象：
- 管道水壓急劇上升;
- 水壓急劇下降到蒸汽壓力而導致液體汽化和液柱分離，並在液柱重新聚合時產生巨大的衝擊壓力;
- 管道水力共振;
- 水輪機機組轉速上升超過允許值，或水泵反向飛逸轉速超過允許值。這些現象可導致管壁破裂、水輪機和泵部件損壞，造成災難性事故，應在設計和運行中儘量避免。
分析方法
分析水力瞬變問題時，須考慮管道邊界條件，如水庫、管道分叉、閥門、調壓室(包括氣墊式)、水泵或水輪機特性(一般由模型轉輪試驗特性曲線確定)、機組轉動慣量(GD2)以及調速器特性等的影響。
控制方法
控制水力瞬變的常用方法是：
- 合理選擇控制閥門，包括水輪機導葉和水泵逆止閥的啟閉規律;
- 在水電站管道上設定普通調壓室或氣墊式調壓室;
- 在泵站管道上設定單向調壓室和蓄能器(空氣罐);
- 採用減壓閥;
- 設定空氣閥或真空破壞閥防止液體汽化;
- 增大管徑;
- 增大機組轉動慣量等。
這些方法可以單獨使用，也可以同時採用幾種方法，需通過多種方案的技術經濟比較確定。
