水錘
關注創建者：Aries78 創建時間：2018-10-27
水錘的視頻教程
Flowmaster管道系統水錘分析基礎課程
水錘現象是水力管網的一種常見現象，主要有停泵水錘和關閥水錘等，尤其停泵水錘對管網系統破壞較大。主要講解管網系統水錘分析基礎，建模方法和理論推導，介紹空化和氣鎖現象的模擬
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水錘的實例教程
水錘現象多發生在管道系統中，水錘發生時管系內會產生瞬間的壓力脈動，對管道造成沖擊，甚至破壞。水錘發生時常伴有錘子敲打管道一樣的聲音，因此被稱為“水錘”效應。根據水錘引發機制的不同，可分為以下兩類：
1、單相流動流體驟停引起的水錘
單相流動流體驟停引起的水錘（sudden liquid deceleration）一般由管道中閥門突然關閉，導致本來流動的液體驟停，由于液體的慣性作用，閥門將受到一個瞬間的壓力沖擊，產生水錘效果。
圖1 閥門突然關閉引起的單相水錘
圖2 單相水錘中的壓力脈動
2、冷凝相變引起的水錘
冷凝相變引起的水錘（condensation induced hydraulic shock）：高溫高壓的蒸汽空泡在管道盡頭急劇冷凝，冷凝過程中體積成百上千倍的減小，產生負壓，周圍液體被加速隨后又在管道盡頭驟停，引發水錘效應。
圖3 冷凝相變引起的水錘示意圖
單相水錘多發生在供水廠管路系統中，兩相水錘常見于制冷行業中的熱氣除霜過程以及核電站壓力水堆供給管和蒸發器中。
以下采用行業專用流體仿真軟件CFDPro對單相水錘及兩相水錘進行仿真。
行業專用流體仿真軟件CFDPro具有水錘及空化模擬功能，可基于可壓縮兩相流模型、耦合相變模型（空化相變和熱致相變），對管路、閥門中的復雜可壓縮流動相變問題進行模擬研究，以獲取設備中的臨界流動和壓力波動等結果。
3、單相水錘
單相水錘數值模擬比較簡單，只需將閥門的驟停看作墻邊界即可模擬。
展開 插圖D：疏水閥出口安裝止回閥
安裝止回閥就能防止水錘？
產生水錘的因素有很多。在冷凝水回收管線中產生水錘最大的原因是冷凝水從提升管所導致的倒流。在這些地方安裝止回閥對防止由倒流引起的水錘有極大的幫助。
水錘產生的原因之一就是在回收管線中由于提升管引起的倒流所導致的。
如果冷凝水的排放是通過一個間歇性運作的泵（例如TLV PowerTrap?系列或有開關控制的動力泵）控制的，在提升管前有一段水平管線，那么提升管倒流的冷凝水就有可能和新排出的冷凝水相碰撞，從而導致水錘。與此相類似的，當PowerTrap?排出高溫冷凝水時，產生的閃蒸汽和倒流與冷凝水撞擊也是水錘產生的另外一個可能。
在這種工況下，在系統中合適位置安裝一個止回閥（例如提升管的起始位置）對防止水錘的發生有極大的幫助。
插圖F：提升管起始端安裝止回閥
附加信息
在冷凝水輸送管道中，低溫冷凝水脈沖流動所產生的水錘同樣可以通過使用止回閥來幫助解決。
止回閥的使用限制
當高溫高壓的冷凝水通過疏水閥排放至一個較低壓力的區域，會產生一定量的閃蒸汽，如果這些閃蒸汽流入充滿低溫冷凝水的回收管線，閃蒸汽就會把它的潛熱傳遞給冷凝水從而快速冷凝，產生水錘。在這種工況下，安裝止回閥就起不了效果。
止回閥能防止倒流，并不能降低背壓。它不能讓冷凝水從低壓區域排放到高壓管線。即使將截止閥安裝在疏水閥后，如果一次壓力小于二次壓力，冷凝水也不可能排出。
此外，另外需要注意的是，如果在壓差非常小的疏水閥后安裝一個止回閥，止回閥本身也會成為一個阻力點（即止回閥也有壓損），因此計算壓降時需要特別注意。
產品系列說明
CK3M/CK3T/CK3R：根據溫度和流體種類，有3種密封面可供選擇。
展開 Hammer（水錘計算和瞬態分析)軟件培訓
一、培訓背景：
Hammer將水錘效應的復雜原理結合成為簡單易用的工具，協助水利工程師順利地進行任何復雜的水錘水擊水力計算與設計。可用于各種輸配水管道系統的水錘分析，包括長距離輸水管道、城市市政配水管網、多級泵站系統、調速泵系統、廠區管網、大流量工業水系統及水電站渦輪發電機組及管路的水錘分析。
HAMMER 為用戶提供了基于精確數值解的水力計算引擎和簡單易用的用戶界面與接口，能夠有效的辨識、管理、并減少和水錘有關的風險。
與同類型軟件相比HAMMER 具有：
1) 多運行平臺的支持。HAMMER 除了獨立運行版以外，還有AutoCAD、Microstation和ArcGIS版本。
2) HAMMER for AutoCAD 版本，可以在 AutoCAD 環境中運行，最新版的 HAMMER 支持 AutoCAD2018，使用 CAD 圖來建立模型非常方便，非常適合設計院使用。
3) 全中文界面。中國用戶使用無語言障礙。
4) 專門用于輸配水管道系統的瞬變流分析，專業性強。
5) 在國內有數十個用戶，在國內上百個實際工程中得到驗證。無論國際上還是國內，是目前同類產品中市場占有率最高的水錘計算軟件。
展開 本教程演示了如何使用滑動網格法模擬水錘現象。
1 啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項，即可在項目管理區創建分析項目A。
2 導入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時會彈出“打開”對話框。
（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入幾何體文件。
3 劃分網格
（1）雙擊A3欄Mesh項，進入Meshing界面，在該界面下進行模型的網格劃分。
（2）右鍵模型管道入口和出口，在彈出快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱inlet和outlet，單擊OK按鈕確認。
（3）右鍵分別選擇管道和閥門，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱pipe和valve，單擊OK按鈕確認。
（4）右鍵分別選擇管道和閥門的交界面，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱interface1和interface2，單擊OK按鈕確認。
展開 1、恒壓供水減低了“水錘”效應，提高了管網使用壽命。所謂“水錘”效應是指工頻供電的水泵在起動和停車時，突然加壓和減壓使水流沖擊管道，產生“咣咣咣”的撞擊聲音，減低了水管的使用壽命，像錘子敲擊水管一樣，所以說“水錘”效應是一種特別形象的說法。如果采用恒壓供水，通過變頻器對水泵的啟動時間和停車時間進行延長控制，從而降低動態轉矩，從在很大程度減少了“水錘”效應。
采用恒壓供水可以節約能源，實現節能運行。比如對于一個小區的供水，在晚上12點之后，居民基本休息了，用水量很少，如果多臺大容量水泵還是同時運行為了保證水壓的話，非常浪費能源。此時，通過啟用休眠泵保證水管的水壓，等到早晨6點左右，居民起床了，用水量增加了，此時讓多臺大容量的水泵同時啟動，從而實現了全流量用水。
三、恒壓供水的變頻控制有哪幾種？
恒壓供水的變頻控制有兩種，分別為多臺常規泵同步變頻調速和變頻泵－工頻泵并聯運行。多臺常規泵同步變頻調速是指多臺水泵同時采用變頻控制工作，如果用水量較低時多臺水泵工作在低頻狀態，這種控制方式造成一次性投入較高，運行不經濟，這種恒壓供水的變頻控制一般很少采用。現在普遍采用變頻泵－工頻泵并聯切換運行的控制方式，使用變頻泵-工頻泵并聯運行控制方式時，電動機的電源不僅來自變頻器輸出也可以來自工頻電源，如下圖所示。下圖為恒壓供水系統圖，在這個恒壓系統是由三臺水泵、一臺變頻器、一臺PLC和一個壓力傳感器及若干輔助元件構成。系統中壓力傳感器是用來檢測供水管中壓力，變頻器是恒壓供水系統中核心元件，可以通過改變電動機的頻率從而實現電動機的軟起動、無極調速和無波動穩壓效果等功能。每臺電動機有兩個電源，即工頻電源和變頻器輸出的電源。
四、恒壓供水系統的工作原理是什么？
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水錘的最新內容
氣體質量流量計的使用壽命是多久？1個月前
過壓與過流沖擊：雖然布瑯軻軻鍶特的產品設計了安全余量，但頻繁的超壓操作或瞬間的大流量沖擊（水錘效應）會對內部結構造成不可逆的應力損傷，縮短電子元件和密封件的使用壽命。
安裝與維護環境：劇烈的振動、極端的溫度波動或不規范的接線，都會加速設備老化。
如何延長您的設備壽命？
管道流體沖擊結構問題
1) 實際痛點：化工、機械領域中，管道內流體突然啟停產生的水錘效應，易沖擊管道壁面導致破裂；
2) 課程解決方案：教你構建管道與流體的耦合模型，設置瞬態流體載荷（通過 “Step” 定義時間步長模擬啟停過程），計算管道不同位置的應力（如彎頭處應力 120MPa），優化管道支架布局（如增加固定支架數量），降低沖擊風險；
3) 應用成果：某化工企業學員優化后，管道水錘沖擊導致的破裂率從
技術鄰針對性解決方案
1) 聚焦工程實際，教 “能用的方法”：不教脫離實際的通用案例，直接以你的項目模型（如 “汽車發動機蓋聲固耦合”“化工管道水錘效應仿真”）為教學核心，講解工程中常用的技術方案（如用 “CEL 方法” 解決高速流體沖擊，用 “MpCCI 協同仿真” 解決大型風場問題）；
2) 結果對標實驗，確保客戶認可：講師會先幫你完成 CAE 分析，若結果與實驗有差距（如誤差 15%）
水錘現象多發生在管道系統中，水錘發生時管系內會產生瞬間的壓力脈動，對管道造成沖擊，甚至破壞。水錘發生時常伴有錘子敲打管道一樣的聲音，因此被稱為“水錘”效應。
可壓縮流體解決方案
針對可壓縮流體問題，積鼎科技的解決方案能夠有效模擬核反應堆中的空化、水錘等現象。VirtualFlow具備精確可靠的可壓縮模型，結合豐富的多相流模型及相變模型，可以準確預測冷卻水與熱流體直接接觸相變過程中的冷凝速率和界面溫度梯度。
管道系統設計優化：利用CFD技術模擬管道系統中的流體流動情況，識別流體動力學問題，如管路相變水錘、水流不均等。結合ICA技術設計智能控制系統，實現對水務污水處理過程的實時監測、自動控制和異常預警。
隨著計算能力的提升和算法的不斷進步，CFD和ICA技術將能夠處理更復雜的情境，提供更精確的模擬和預測。
2、 可變荷載：包括靜水壓力、揚壓力、水動力壓力、水錘壓力、波浪壓力、外部水壓、風荷載、雪荷載、冰壓力、凍脹力、溫度荷載、土壤孔隙水壓力、灌漿壓力等。
3.偶然荷載：包括校核洪水位時的地震作用、靜水壓力、揚壓力、波浪壓力和水重。
一般來說，流體分析通常用在考慮水負荷的情況下。然而，一些條件，如靜水壓力、土壤滲透等，可以通過經驗公式進行計算。
CFD|NFX在煤炭行業中的應用
市政管道及污水處理廠旋流塵沙池
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2.可變作用荷載：包括靜水壓力、揚壓力、動水壓力、水錘壓力、浪壓力、外水壓力、風荷載、雪荷載、冰壓力、凍脹力、溫度荷載、土壤孔隙水壓力、灌漿壓力等。
3.偶然作用荷載：包括地震作用、校核洪水位時的靜水壓力、揚壓力、浪壓力及水重等。
（2）有軟停車功能，即平滑減速，逐漸停機，它可以克服瞬間斷電停機的弊病，減輕對重載機械的沖擊，避免高程供水系統的水錘效應，減少設備損壞。
（3）起動參數可調，根據負載情況及電網繼電保護特性選擇，可自由地無級調整至最佳的起動電流。
68. 什么是變頻器？
答：把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。
69.軟起動器與變頻器的主要區別什么？
