一、什么是水錘？水泵出水管道內(nèi)的水流因開(kāi)閥、關(guān)閥和停泵等突然變化，引起管內(nèi)流速的突然變化，由此而引起單位時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化，必然產(chǎn)生相應(yīng)的慣性力，從而引起管道內(nèi)壓力的急升和突降的交替變化現(xiàn)象。這種水流流速和壓力隨時(shí)間和位置而變化的現(xiàn)象，稱為水錘（或稱水擊）。 泵站水錘有啟動(dòng)水錘、關(guān)閥水錘和停泵水錘（由于突然停電等原因形成的）。前兩種水錘在正常操作程序下，不會(huì)引起危及機(jī)組安全的問(wèn)題。后者形成的水錘壓力值往往很大，從而釀成事故。

因此，研究水錘和計(jì)算水錘的目的是：

①擬定更高水錘壓力對(duì)管道和機(jī)組造成破壞時(shí)的防護(hù)措施；

②擬定更低水錘壓力在管道內(nèi)引起不允許的負(fù)壓，以及導(dǎo)致對(duì)管道破壞時(shí)的防護(hù)措施；

③防止機(jī)組逆轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的破壞現(xiàn)象。   在抽水裝置系統(tǒng)中，泵的特性即作為管道起始一端的邊界條件，現(xiàn)在我們分析一下水泵出口不裝止回閥，管道出口也不設(shè)拍門(mén)，當(dāng)事故停泵，泵失去驅(qū)動(dòng)力，泵出水側(cè)閘閥無(wú)法及時(shí)關(guān)閉，管道內(nèi)水倒流時(shí)的水錘過(guò)程（或稱水力過(guò)渡過(guò)程），如下圖所示

1．水泵工況 水泵失去動(dòng)力后，水泵的轉(zhuǎn)速急劇下降，泵和出水管道內(nèi)的水流由于慣性而繼續(xù)沿原有方向運(yùn)動(dòng)，但其流速迅速減小，壓力下降，直至水流停止正向流動(dòng)，流量為零。在這一瞬間，水泵仍為正轉(zhuǎn)，水流為正流（由水泵向出水池方向的水流運(yùn)動(dòng)稱為正流），稱為水泵工況。

2．制動(dòng)工況 在出水管內(nèi)流量為零的瞬態(tài)靜止水體，因受到出水池靜水頭的作用，出水管內(nèi)產(chǎn)生了由出水池向水泵流動(dòng)的逆向水流，逆向水流對(duì)仍在正轉(zhuǎn)的水泵葉輪起著制動(dòng)的作用，迫使機(jī)組轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速加速下降，直至轉(zhuǎn)速為零。在這一瞬間，由于正轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)逆流的抵阻，泵出口壓力逐漸升高。這一瞬間的水泵瞬態(tài)工況稱為制動(dòng)工況。

3．水輪機(jī)工況 隨著逆向水流流量的增加，水泵的轉(zhuǎn)速由零而開(kāi)始逆轉(zhuǎn)，并迅速上升，同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)著的葉輪對(duì)水流的離心力也隨著增大，對(duì)逆向水流起阻礙作用。這種阻力隨著葉輪逆轉(zhuǎn)的加速而增大，使泵后壓力迅速上升，在某一時(shí)刻達(dá)到更大值，其相應(yīng)的逆向轉(zhuǎn)速也達(dá)到更大造。在阻力增大的同時(shí)，也抵阻了逆向水流流量的繼續(xù)增加，在達(dá)到某一更大值后，逐漸減小。作用于葉輪的能量亦相應(yīng)減小，使逆向轉(zhuǎn)速逐漸下降，直到在穩(wěn)定的靜水頭作用下，水流作用于葉輪上的轉(zhuǎn)矩與機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的阻力矩平衡，機(jī)組以恒定的逆向流量與轉(zhuǎn)速在無(wú)任何負(fù)載的情況下像水輪機(jī)那樣工作，水錘壓力隨之消失。

這一瞬態(tài)工況稱為水輪機(jī)工況。 以上為水泵不裝止回閥的后果。同時(shí)，泵后的壓力變化將以水錘波的形式沿著出水管道向出水池正射，再由出水池反射回來(lái)，在出水管道中形成復(fù)雜的水錘現(xiàn)象，防水錘現(xiàn)象的止回閥產(chǎn)品可以選用防水錘止回閥。