回冲水流对仍在正转的水泵叶轮起制动作用

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 随着人们对水锤机理的越来越深入的研究,水锤防护措施也日趋多样化。基于水锤发生过程三个工况的特点而制造的各种两阶段关闭阀门,技术成熟,应用广泛,有效地防止了水锤升压。复合式排气阀不仅能够不断排除管道中的气体,防止了启泵水锤的产生,而且能够在管道出现负压时吸入大量空气,以防止断流弥合水锤。水锤产生过程分析假设水泵出口不安装任何阀门,当突然停泵时水泵和管中的水流由于惯性作用将继续沿原有方向运动,但其速度逐步减小,管中压力降低,直至水流速度由变为零止,这一阶段叫“水泵工况”。瞬态静止的水由于静水头的作用开始倒流,回冲水流对仍在正转的水泵叶轮起制动作用,于是转速继续降低,直至转速为零,由于水流受到正转叶轮的阻碍,管中压力开始回升,这一阶段叫“制动工况”。随着倒泄水流的加大,水泵开始反转并逐渐加速,由于静水头压力的恢复,泵中水压也不断升高,倒泄水量很快达最大值,倒转速度也因而迅速上升。但随着叶轮转速的升高,它作用于水的离心力也越大,阻止水流下泄,反而使倒泄流量有所降低,从而引起管中正压水锤值继续上升并增至最大,相应的转速也达到最大值。随后由于倒泄流量继续减小,作用于叶轮的能量也相应减小,因而转速略有降低。最后在稳定的出水池静水头作用下,机组以恒定的转速和流量运行。这一阶段叫“水轮机工况”之后,由于各种阻尼的影响,使水头的振荡和流速的变化等逐渐衰减。由于停泵水锤首先出现降压,一般而言,若初始阶段降压越大,则在倒流倒转的水轮机工况产生的升压也越大,又由于降压有可能导致水柱分离再弥合,加剧水锤升压的发生,所以水锤的防护主要有防止降压(形成负压)和防止升压两类。

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