Najpierw spójrzmy na konsekwencje braku instalacji zaworu kontrolnego napompa wodna:
Przepływ wody w rurociągu wylotowym pompy wodnej nagle zmienia się z powodu otwierania zaworu, zamykania zaworu i zatrzymywania pompy, powodując nagłą zmianę prędkości przepływu w rurociągu, co z kolei powoduje zmianę pędu na jednostkę czasu, nieuchronnie generując odpowiednie siły inertowalne, co powoduje naprzemienne zmiany wzrostu ciśnienia i spadku rurociągu. Zjawisko, w którym zmieniają się prędkość przepływu i ciśnienie wody wraz z czasem i lokalizacją, nazywa się młotem wodnym (lub młotkiem wodnym).
Młot wodny stacji pompy obejmuje młot wodny uruchamiany, zamykanie zaworu i młot wodny zamykający pompę (spowodowany nagłymi awarii zasilania itp.). Pierwsze dwa rodzaje młotka wodnego nie spowodują żadnych zagrożeń bezpieczeństwa dla jednostki w normalnych procedurach operacyjnych. Ciśnienie młotków wodnych wytwarzane przez te ostatnie jest często bardzo wysokie, co prowadzi do wypadków.
Celem badania i obliczania młotka wodnego jest:
① Rozwijaj miary ochronne, gdy maksymalne ciśnienie młotka wody powoduje uszkodzenie rurociągów i jednostek;
② Zaproponuj minimalne ciśnienie młotka wodnego, które powoduje niedopuszczalne ciśnienie u podnośników wewnątrz rurociągu, a także pomiary ochronne w przypadku uszkodzenia rurociągu;
③ Zapobiegaj uszkodzeniom spowodowanym odwróceniem jednostki.
W systemie pompowania charakterystyka pompy służy jako warunek brzegowy na początkowym końcu rurociągu. Jeśli zawór zwrotny nie zostanie zainstalowany na wylotu pompy wodnej, a zawór klapy nie jest zainstalowany na wylotu rurociągu, gdy pompa zatrzymuje się w wypadku i traci siłę napędową, zawór bramki po stronie pompy nie może zostać zamknięty w czasie, a proces młotka wodnego (lub procesu przejścia hydraulicznego) występuje, gdy wodę spływa w rurociągu.
1. Warunki pracy pompy
Popompa wodnaTraci moc, a jego prędkość gwałtownie spada. Przepływ wody w rurociągu pompy i wylotu nadal porusza się w pierwotnym kierunku z powodu bezwładności, ale jego prędkość gwałtownie maleje, a ciśnienie spada, aż przepływ wody zatrzymuje się do przodu, a szybkość przepływu wynosi zero. W tej chwili pompa wody nadal obraca się w kierunku do przodu, a przepływ wody znajduje się w kierunku do przodu (ruch przepływu wody z pompy wodnej w kierunku puli wylotowej nazywa się przepływem do przodu), który nazywa się warunkami roboczymi pompy wodnej.
2. Warunki hamowania
W przejściowym stacjonarnym zbiorniku wodnym o zerowej prędkości przepływu w rurze wylotowej, ze względu na działanie statycznej głowicy wody w zbiorniku wylotowym, w rurze wylotowej z zbiornika wylotowego do pompy wytwarza się odwrotny przepływ wody. Przepływ do tylnej części wody działa jak hamulec na wirniku pompy, który wciąż obraca się w kierunku do przodu, zmuszając prędkość wirnika jednostkowego do przyspieszenia i zmniejszenia, aż osiągnie zerową prędkość. W tej chwili, ze względu na opór wirnika obrotowego do przodu w stosunku do przepływu wstecznego, ciśnienie wylotowe pompy stopniowo wzrasta. Przejściowy warunek roboczy pompy wodnej w tym momencie nazywa się stanem hamowania.
3. Warunki pracy turbiny
Wraz ze wzrostem szybkości przepływu odwrotnego prędkość pompy wodnej zaczyna się odwracać od zera i gwałtownie wzrasta. Jednocześnie wzrasta również siła odśrodkowa wirnika obrotowego na przepływu wody, co utrudnia przepływ odwrotny.
Opór ten wzrasta wraz z przyspieszeniem odwrócenia wirnika, powodując gwałtowny wzrost ciśnienia za pompą i osiąga maksymalną wartość w określonym momencie, a odpowiednia prędkość odwrotna również osiąga maksymalną wartość. W tym samym czasie, gdy wzrasta rezystancja, opiera się również ciągłym wzrostowi odwrotnego natężenia przepływu i stopniowo maleje po osiągnięciu pewnej maksymalnej wartości.
Energia działająca na wirnik również odpowiednio zmniejsza się, powodując stopniowe zmniejszenie prędkości odwrotnej, aż moment obrotowy przepływu wody działający na wirnik, a moment obrotowy obracającej się części urządzenia jest zrównoważony pod stabilną statyczną głową wody. Jednostka działa jak turbina wodna o stałym odwrotnym natężeniu przepływu i prędkości bez obciążenia, a ciśnienie młotka wody odpowiednio znika. Ten przejściowy stan pracy nazywa się warunkami roboczymi turbiny.
Powyższe są konsekwencjami braku instalacji zaworu kontrolnego na pompie wodnej.