杨大伟

（东亚电力（厦门）有限公司，福建厦门 361102）

0 引言

汽水管道是电力行业最常用的介质输送设备，主要用于输送蒸汽、水、油以及其他气体或液体等流体介质。为了保证介质输送流量和速率要求，常采用带压输送。介质输送压力最高达到几十兆帕，输送速度最高可达60 m/s[1]。当压力管道中的水或蒸汽等流体遇到阀门突然开启或关闭、水泵突然启动或停运、温度急剧变化时，流体内部压力将发生急剧变化而产生局部压力差，流速发生瞬变，流体介质部分能量转换为管道振动的动能和变形能，导致管道强烈的冲击振动和噪声，即常说的水锤或水击和气锤[2]。

压力管道瞬态冲击振动产生的机理多种多样，最常见的主要有流体运动状态瞬变、气液两相流、介质相变等[3]。压力管道内的流体正常流动时会因为管道弯头、阀门及其他管道部件导致流体流向、流速改变，也会对管道本身产生持续性的反作用力，导致管道较高频率的稳态振动，此时整个管道及流体构成的系统处于动态平衡状态。如果管道阀门突然关闭或打开，水泵突然停运或启动，介质流速瞬变引起局部压力差，由于流体本身的惯性，压力差急剧增大。增大到一定程度后部分流体流向反向，与后续流体产生对冲，形成的强烈冲击波在流体介质内来回传播并引起管道强烈振动和产生噪声，此即流体运动状态瞬变引起的冲击振动。

气液两相流容易引起管道水锤冲击已成为普遍共识，当蒸汽管道内的凝结水没有及时排除时，由于液体和气体与管壁之间的黏度差别较大，液态流体流动速度较小，气态流体流动速度较大，气态流体带动液态流体向前运动形成“浪涌”。……