多功能水泵控制阀的水锤防护特性及其应用

日期:2019-10-23编辑作者:建筑建材

多功能水泵控制阀的水锤防护特性及应用

水锤控制是给水管道系统设计的一项重要内容。水锤的形成与阀门的迅速关闭/开启有关,由于阀门关闭/开启时间Ts与水锤波的相长T的差异,表现为直接水锤和间接水锤两种形式。

[提要] 水锤危害是极具破坏性的,因而水锤防护是泵站正常运行的关键因素。介绍了多功能水泵控制阀防上水锤的原理,根据实际工况叙述多功能水泵控制阀的工作过程和调试的要点。[关键词] 水锤多功能水泵控制阀泵站给水管道水锤控制是给水管道系统设计的一项重要内容。水锤的形成与阀门的迅速关闭/开启有关,由于阀门关闭/开启时间Ts与水锤波相长T的差异,表现为直接水锤和间接水锤2种形式。当TsT时,在阀门关闭过程中,反射回来的负水锤波到达阀门时,阀门尚未完全关闭,负水锤波导致压强增值受到了干扰,水锤峰值被削减,这种水锤称为间接水锤。在同一条件下,直接水锤比间接水锤的危害性要大得多,危害较大的是断流弥合水锤。一、水锤增压值的理论计算给水系统关阀水锤压力峰值P为水泵稳态工作扬程P1和关阀{TodayHot}水锤压力增值△P的迭加值即:P = P1 + △P 1.1 关闭直接水锤压力增值△P按照儒可夫斯基公式,可以计算供水系统中发生关阀直接水捶时的压力增值△P为:式中△P--关阀直接水锤的压力增值,KPa;υo--水锤产生前管道中的平均流速,m/s;υ--水锤产生管道中的平均流速,m/s;γ--水的重度,取9.8KN/m3g--重力加速度,m/s2;C--水锤波的波速,m/s 式中Co--密度为ρ,弹性模量为K的无边界液体介质中声音的传递速度,Co=,对于水,Co=1425m/s;K--水的弹性模量,取2.04×N/C㎡;D--供水管的直径,mm;δ--供水管的管壁厚度,mm从式可以看出,当管道材料及其所输送的介质确定以后,直接水锤的压力增值△P主要随着流速υo的增大而增大,因而在工程设计中可以适当降低流速υo,即增大管径来降低水锤的危害。1.2 关阀间接水锤压力增值△P"关闭间接水锤压力增值计算比较复杂[2~3],可近似由式进行计算:△P"=T/Ts•△P 由于发生间接水锤时,Ts>T,由式可知,△P"

当Ts﹤T时,在阀门关闭过程中,反射回来的水锤波尚未到达阀门时,阀已关闭,水锤波所产生的压强增高值无干扰作用,这种水锤称为直接水锤,阀门开状态与关闭状态刚好相反,装有普通止回阀的供水系统中常常产生直接水锤。

当Ts﹥T时,在阀门关闭过程中,反射回来的水锤波到达阀门时,阀门尚未完全关闭,水锤波导致的压强增值受到了干扰,水锤峰值被削减,这种水锤称为间接水锤。在同一条件下,直接水锤比间接水锤的危害性要大得多,危害最大的是断流弥合水锤。株洲南方阀门制造有限公司生产的多功能水泵控制阀,就是通过控制阀门的关闭状态,造成间接水锤的形成条件来实现管道系统的水锤防护的。

2 水锤波增压值的理论计算

给水系统水锤波的压力峰值P为水泵的额定扬程P1和水锤压力增值△P的迭加值即:

P=P1 △P

直接水锤压力增值△P

按儒可夫斯基公式,可以计算供水系统中发生直接水锤时的压力增值△P

△P—直接水锤的压力增值,KPa;

V0—水锤产生前管道中的平均流速,m/s;

V—水锤产生后管道中的平均流速,m/s;

式中,K:水的弹性模量,N/m2;K=2.04 ×105N/cm2

E:管壁材料的弹性模量,N/m2,钢管或钢筋混凝土管,EO=2.04×107N/cm2

D:供水管的直径,mm;

δ:供水管的管壁存度,mm;

C0=K/ρ,在密度为ρ,弹性模量为K的无边界液体介质中声音的传递速度,对于水,C0=1425m/s.

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