危害的消除—调压筒(井)工作原理:Р 如上所述,水击有可利用的一面,但更多的是它对工程具有危害性的一面。例如,水击有可能使输水管爆裂。为了消除水击的危害,常在阀门附近设置减压阀或调压筒(井),气压室等设施。本仪器设有由阀10和调压筒6组成水击消减装置。Р 实验时全关阀4,全开阀10,然后手动控制阀11的开与闭。由气压表3可见,此时,水击升压最大值约为100mm汞柱,其值仅为阀10关闭时的峰值的1/3。同时,该装置还能演示调压系统中的水位波动现象。当阀11开启时,调压筒中水位低于供水箱水位(以下称库水位),而当阀11突然关闭时,调压筒中水位很快涌高并且超过库水位,并出现和竖立U型水管中水体摆动现象性质相同的振荡,上下波动的幅度逐次衰减,直至静止。Р 调压系统中的非定常流和水击的消减作用,在实验中可作如下说明:Р 设置了调压筒,在阀11全开下的定常流时,调压筒中维持低于库水位的固定自由水面。当阀11突然关闭时,供水管9中的水流因惯性作用继续向下流动,流入调压筒,使其水位上升,一直上升到高出库水位的某一最大高度后才停止。这时全管流速等于零,流动处于暂时停止状态,由于调压筒水位高于库水位,故水体作反向流动,从调压筒流向水库。又由于惯性作用,调压筒中的水位逐渐下降,至低于库水位,直到反向流速等于零为止。此后供水管中的水流又开始流向调压筒,调压筒中的水位再次回升。这样,伴随着供水管中水流的往返运动,调压筒中水位也不断上下波动,这种波动由于供水管和调压筒的阻力作用而逐渐衰减,最后,调压筒水位稳定在正常水位。Р 设置调压筒后,在过流量急剧改变时仍有水击发生,但调压筒的设置建立了一个边界条件,在相当大程度上限制或完全制止了水击向上游传播。同时水击波的传播距离因设置调压筒而大为缩短,这样既能避免直接水击的发生,又加快了减压波返回,因而使水击压强峰值大为降低,这就是利用调压筒消减水击危害的原理。
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