Låt oss först ta en titt på konsekvenserna av att inte installera en kontrollventil påvattenpump:
Vattenflödet i vattenpumpens utloppsledning förändras plötsligt på grund av ventilöppning, ventilstängning och pumpstoppning, vilket orsakar en plötslig förändring i flödeshastigheten i rörledningen, vilket i sin tur orsakar en förändring i momentum per enhetstid, vilket oundvikligen genererar motsvarande tröghetskrafter, vilket resulterar i alternerande förändringar i tryckökningen och fallet i rörledningen. Fenomenet där flödeshastigheten och trycket för vatten förändras med tid och plats kallas vattenhammer (eller vattenhammer).
Pumpstationens vattenhammare inkluderar startvattenhammare, ventilstängning av vattenhammer och pumpavstängningsvattenhammare (orsakad av plötsliga strömavbrott etc.). De två första typerna av vattenhammare kommer inte att orsaka säkerhetsrisker för enheten under normala driftsförfaranden. Vattenhammartrycket som genereras av det senare är ofta mycket högt, vilket leder till olyckor.
Syftet med att studera och beräkna vattenhammer är att:
① Utveckla skyddsåtgärder när det maximala vattenhammartrycket orsakar skador på rörledningar och enheter;
② Föreslå det minsta vattenhammartrycket som orsakar oacceptabelt negativt tryck inuti rörledningen, såväl som skyddande åtgärder i fall av rörledningsskador;
③ Förhindra skador orsakade av enhetsförändring.
I ett pumpsystem tjänar egenskaperna hos pumpen som gränsvillkoret vid början av rörledningen. Om en kontrollventil inte är installerad vid vattenpumpen och en klaffventil inte är installerad vid rörledningen, när pumpen stannar i en olycka och tappar sin drivkraft, inträffar grindventilen på pumpens utlopp inte i pumpen i tiden och vattenhammarprocessen (eller hydraulisk övergångsprocess) inträffar när vattenflödena.
1. Pumpens driftsförhållanden
EftervattenpumpenFörlorar kraften, hastigheten sjunker kraftigt. Vattenflödet i pumpens och utloppsrörledningen fortsätter att röra sig i den ursprungliga riktningen på grund av tröghet, men dess hastighet minskar snabbt och tryck sjunker tills vattenflödet slutar flyta framåt och flödeshastigheten är noll. Just nu roterar vattenpumpen fortfarande i framåtriktningen, och vattenflödet är i framåtriktningen (rörelsen av vattenflödet från vattenpumpen mot utloppspoolen kallas framåtflöde), som kallas vattenpumpens driftsförhållanden.
2. Bromsförhållanden
I en övergående stationär vattenkropp med nollflödeshastighet i utloppsröret, på grund av det statiska vattenhuvudets verkan i utloppstanken, genereras ett omvänd vattenflöde i utloppsröret från utloppstanken till pumpen. Det omvända vattenflödet fungerar som en broms på pumphjulet som fortfarande roterar i framåtriktningen, vilket tvingar enhetens rotor att accelerera och minska tills den når nollhastighet. Just nu, på grund av motståndet från det framåt roterande pumphjulet mot det omvända flödet, ökar pumpens utloppstryck gradvis. Det övergående driftsförhållandet för vattenpumpen i detta ögonblick kallas bromsvillkoret.
3. Turbinens driftsförhållanden
När den omvända flödeshastigheten ökar börjar hastigheten på vattenpumpen att vända från noll och snabbt ökar. Samtidigt ökar också centrifugalkraften för det roterande pumphjulet på vattenflödet, vilket hindrar det omvända flödet.
Detta motstånd ökar med accelerationen av pumphjulets omvändning, vilket får trycket bakom pumpen att snabbt stiga och nå sitt maximala värde vid ett visst ögonblick, och motsvarande omvänd hastighet når också sitt maximala värde. Samtidigt som motståndet ökar motstår det också den fortsatta ökningen av den omvända flödeshastigheten och minskar gradvis efter att ha nått ett visst maximivärde.
Energi som verkar på pumphjulet minskar också i enlighet därmed, vilket gör att den omvända hastigheten gradvis minskar tills vridmomentet för vattenflödet som verkar på pumphjulet och motståndsmomentet för den roterande delen av enheten balanseras under det stabila statiska vattenhuvudet. Enheten fungerar som en vattenturbin med en konstant omvänd flödeshastighet och hastighet under ingen belastning, och vattenhammartrycket försvinner i enlighet därmed. Detta övergående driftsförhållande kallas turbinens driftsförhållanden.
Ovanstående är konsekvenserna av att inte installera en kontrollventil på vattenpumpen.