水锤效应是什么?将水管的阀门突然关闭,有趣的科学现象发生了

B站影视 内地电影 2025-04-17 10:20 1

摘要:为了更加高效方便地运水,输水管道的内壁通常都制作得非常光滑,这样水流就可以在里面快速流动。但是一旦将输水管道突然关闭,水流就会对阀门和管壁产生巨大的压力,就像用一个大锤子给水管猛然一击。因此在水利学中这种现象被称为水锤效应,也叫正水锤。

水锤效应是什么?

为了更加高效方便地运水,输水管道的内壁通常都制作得非常光滑,这样水流就可以在里面快速流动。但是一旦将输水管道突然关闭,水流就会对阀门和管壁产生巨大的压力,就像用一个大锤子给水管猛然一击。因此在水利学中这种现象被称为水锤效应,也叫正水锤。

而如果将关闭的阀门突然打开,也会产生水锤效应,被称作负水锤。它们对水管的危害是非常严重的。当正水锤发生时,瞬间的压力可以达到水管正常压力的几十倍甚至上百倍。随着水流的反复变化,压力会引起管道以及其他配件的振动,从而造成损坏、破裂、泄露等严重后果。

虽然说负水锤的破坏力没有正水锤这么大,但也不容小觑。因为突然打开阀门会使得管内压力降低,在外界气压不变的情况下,就会出现管道瘪塌的问题。

那么"水锤效应"的危害这么大,有没有方法能够预防?其实现在很多的输水管道都会安装水锤消除器,它的内部有一个密闭容气腔,下端有一个活塞。一旦产生水锤效应,冲击波就会作用于活塞上,使其向腔体内部移动。在水压的不断变化下,活塞也会随之不停地上下运动,形成一个"动态平衡",从而有效地缓解水管压力。

当然"水锤效应"也不是一无是处的,利用水流落差受阻后产生的巨大压力,可以建造水锤泵。它能将水自动输送到20~100倍于进水落差的高处,结构简单且不需要外部动力源,使用寿命长达30年。因此自1809年正式在市场销售以来,水锤泵已经成为一些行业必不可少的提水装置。

恭考资料:周小红,水锤现象及防护措施[J].冶金动力,2016(7):46-48。不耗油不费电就能抽水!水锤泵谁发明的!太智慧了,制造原理。什么是水锤效应?原来生活中我们经常看到,直观机械。视频素材:What is Water Hammer?--Practical Engineering。What is Water Ham mer?---Practical Engineering。Water Hammer Demonstration--TRC (Irrigation Training & Research Center)。Why Water Hammer Arresters Are soImportant-GOT2LEARN。Water hammer-Little Shop of Physics--National Science Foundation。How Does a Hydraulic Ram Pump Work?--Practical Engineering。How to build a RAM PUMP--French River Springs。PapaPumphow it works +reviews-Water Powered Technologies。背景音乐:

来源:漫画

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