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为什么你将水管阀门突然关闭,会有一股破坏力

2021-07-17 15:30:00

为什么你将水管阀门突然关闭,会有一股破坏力

如果你把啤酒瓶用手掌猛拍瓶底,瓶底就会瞬间破碎,导致玻璃残渣飞溅,酒水四溢,这究竟是基于什么样的原理呢?同样,如果你突然关闭或打开水龙头,水管必定发生猛烈的抖动,这到底又是出于什么样的原因?一个陌生的名词--水锤效应,或许可以诠释他们发生的机制。

为了减少水管内水流的阻力,水管的内壁通常会被制造得十分光滑,当水流的速度达到一定程度时,迅速关闭阀门,截断流水,由于惯性的作用,他们会克服水管内壁带来的小阻力,从而凶猛地撞击在阀门之上,冲击波层层叠加,所以造成了水管的剧烈抖动,这种现象被称作水锤效应,寓意流水像锤子一样击打阀门。水管抖动一阵之后又会停止下来,然后在阀门处产生一个巨大的静压,此时若是迅速打开阀门,巨大的压力会猛烈地加速水流,再次导致水管剧烈抖动,这时出现的现象叫做负水锤效应。


所谓的水锤效应,其实就像在高速路上疾驰的车辆发生连环追尾事故一样,负水锤效应则如同一根被压缩的弹簧,在松开指头的同时迅速弹开。如果仅仅是抖动,那倒也没有什么,可是有时水锤效应和负水锤效应还会产生巨大的危害。发生水锤效应时,由于猛烈的抖动和巨大的压强,可能导致水管爆裂或阀门破损,有些情况下甚至会造成倒流现象,从而破坏源头处的水泵,负水锤效应则因为水管内部突然失压,外界的大气压会迅速压扁水管,从而阻塞水流。



为了减少正负水锤效应带来的危害,人们想了无数种的方法,采取了无数种措施,如在水泵的出水口安装单向止水阀,平时水流可以正常流动,可要是发生正水锤效应,导致了回流作用,阀门就会阻止水流进入水泵,从而避免水泵的结构遭到破坏,又如在水管上每隔一段安装一个单向止水阀,一些高楼的水管发生正水锤效应时,回缩的水流会很强劲,这些阀门能将回流的巨大冲击力分而化之,但这样做也有一个很大的弊端,那就是源头的水泵将消耗更大的功率,这是因为水流在正常流动时,需要克服阀门给它们带来的阻力。


水锤效应

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