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水击是中国科技名词,属于科技术语。

汉文字是世界上唯一没有间断的古老文字系统[1],直到现在我们仍在使用。其不单是人们日常生活中的表述用具,更是五千年悠久文明的记录者、传承者。可以说,汉文字是中华民族古老悠久、博大精深文明的“活化石[2]”。

名词解释

水击是在有压管道中,液体流速发生急剧变化所引起的压强大幅度波动的现象。管道系统中闸门急剧启闭,输水管水泵突然停机,水轮机启闭导水叶,室内卫生用具关闭水龙头,都会产生水击。

具体解释

封闭管道中液体流速突然变化引起的压力急剧变化或波动,是封闭管道中的一种非定常压力流。水电站事故甩荷关机、水泵站断电停泵和输油管启闭阀门,都会出现这种现象,并伴随发生机械撞击声。水击可导致管道系统的强烈震动,间接水击的计算需要知道流速随时间变化的关系,产生噪声和气穴。掌握水击压强的变化规律对输水管道的设计。

水击压强

水击的基本问题是最大压强的计算,最大压强一般出现在发射波断面(如阀门处)。根据上述波动过程可以绘出理想水击时阀门处的压强随时间变化图。当t=2l/c时,压强突然降低,这是由于反射波回到阀门。实际水击过程仍然存在反射波改变阀门压强的作用。所以,当阀门关闭尚未到达2l/c的时间时,阀门处流速不断降低,压强不断增高。当阀门关闭时间超过2l/c时,由于反射波已回到阀门,使压强降低。故有直接水击和间接水击的不同计算方法。

分类

水击按阀门启闭时间和波的往返传播时间的关系可分为直接水击和间接水击。

若阀门关闭时间T8≤2L/c,在来自进口的反向波到达管末端前,阀门已关闭,管末端水击只受正向波影响,此压力过程称为直接水击。这时v=0,F(t+x/c)=0,由上两式得直接水击计算公式:ΔH=cv0/g。

若阀门关闭时间T8>2L/c,在来自进口的反向波到达管末端前,阀门尚未关闭,这时水击是由阀门处产生的正向波和从上游来的反向波叠加而成,此压力过程称为间接水击。间接水击的计算有解析法(用连锁方程求解)、图解法和特征线法等。对简单管道,可采用前两种方法,对边界条件复杂的管道采用后一种方法利用电子计算机计算较为方便。

设计某些管道应考虑水击压力,必要时可在管道适当的位置设调压塔或减压阀,以削减水击压力,防止管道破坏事故。

参考文献