雷鸣远

北京石油化工工程有限公司西安分公司 西安 710075

在实际工程中，带压液体输送管道作为压力管道的一个类型，是电力、化工、钢铁、水泥等行业工艺流程中不可或缺的重要部分之一。在有压液体管道实际运行中，由于阀门快速开闭、泵启停、气体混入、流体相变等因素，造成管内液体流速发生激变，因此流体动能随之也发生激变，这种激变导致管内产生“压力波”，以接近音速的传播速度在管内流速发生突变的界面之间来回折返，从而在瞬间造成管内压力的急剧波动，对管道、阀门、连接件以及设备产生短暂且巨大的力学冲击，这种现象被称为水击现象。使管道压力升高的水击现象叫做正水击，使管道压力降低的水击现象叫做负水击。其破坏程度足以造成管道破裂或瘪塌、附件损坏、部件疲劳寿命缩短、环境噪音等危害。

1 水击现象的几个过程

水击现象既然是一种“压力波”，那么利用波的传播速度求出特征时间，就可将水击问题按照时间划分，便于对此问题展开研究。另外，讨论水击现象时，必须考虑水的压缩性和管壁的弹性，这是产生水击现象的基本条件[1]。

假设某压力源头(如水泵、水箱、水池等)压力值恒定为P0，有一长度L、内壁光滑、材质均匀的出水管道，管道设置一个阀门作为控制水流的开关。阀门开启时管内流速为V0，当B点阀门突然快速关闭之后，管内产生水击“压力波”，波速为a，按照时间划分，有以下4个典型过程：

图1 典型过程