1/Konsepti

Vesivasaraa kutsutaan myös vesivasaraksi. Veden (tai muiden nesteiden) kuljetuksen aikana, johtuen äkillisestä avautumisesta tai sulkeutumisestaAPI-läppäventtiili, sulkuventtiilit, tarkista venttiilit japalloventtiilitVesipumppujen äkilliset pysähtymiset, ohjaussiipien äkillinen avautuminen ja sulkeutuminen jne. aiheuttavat virtausnopeuden äkillisen muutoksen ja paineen merkittävän vaihtelun. Vesivasaravaikutus on elävä termi. Se viittaa voimakkaaseen vesivasaraan, jonka aiheuttaa veden virtauksen vaikutus putkistoon vesipumpun käynnistyksen ja pysäytyksen yhteydessä. Koska vesiputken sisällä putken sisäseinä on sileä ja vesi virtaa vapaasti. Kun avoin venttiili suljetaan äkillisesti tai vesipumppu pysäytetään, veden virtaus aiheuttaa paineen venttiiliin ja putken seinämään, pääasiassa venttiiliin tai pumppuun. Koska putken seinämä on sileä, seuraavan vesivirtauksen inertian vaikutuksesta hydraulinen voima saavuttaa nopeasti maksiminsa ja aiheuttaa tuhoisia vaikutuksia. Tätä kutsutaan hydrauliikan "vesivasaravaikutukseksi" eli positiiviseksi vesivasaraksi. Päinvastoin, kun suljettu venttiili avataan äkillisesti tai vesipumppu käynnistetään, tapahtuu myös vesivasara, jota kutsutaan negatiiviseksi vesivasaraksi, mutta se ei ole yhtä suuri kuin edellinen. Paineisku aiheuttaa putken seinämän rasitusta ja ääntä, aivan kuten vasaran osuessa putkeen, joten sitä kutsutaan vesivasaravaikutukseksi.

2/Vaarat

Vesivasaran synnyttämä hetkellinen paine voi olla kymmeniä tai jopa satoja kertoja putkiston normaalista käyttöpaineesta. Tällaiset suuret paineenvaihtelut voivat aiheuttaa voimakasta tärinää tai melua putkistossa ja vahingoittaa venttiilien liitoksia. Sillä on erittäin haitallinen vaikutus putkistoon. Vesivasaran estämiseksi putkisto on suunniteltava oikein, jotta virtausnopeus ei ole liian suuri. Yleensä putken suunnitellun virtausnopeuden tulisi olla alle 3 m/s, ja venttiilin avautumis- ja sulkeutumisnopeutta on hallittava.
Koska pumppu käynnistyy, pysäytetään ja venttiilejä avataan ja suljetaan liian nopeasti, veden nopeus muuttuu rajusti. Erityisesti pumpun äkillinen pysähtyminen aiheuttaa vesivasaran, joka voi vahingoittaa putkistoja, vesipumppuja ja venttiilejä sekä saada vesipumpun kääntymään taaksepäin ja alentamaan putkiston painetta. Vesivasaravaikutus on erittäin tuhoisa: jos paine on liian korkea, se aiheuttaa putken repeämisen. Toisaalta, jos paine on liian matala, se aiheuttaa putken romahtamisen ja venttiilien ja kiinnitysten vaurioitumisen. Hyvin lyhyessä ajassa veden virtausnopeus kasvaa nollasta nimellisvirtaukseen. Koska nesteillä on liike-energiaa ja tietty kokoonpuristuvuusaste, suuret virtausnopeuden muutokset hyvin lyhyessä ajassa aiheuttavat korkean ja matalan paineen vaikutuksia putkistoon.

3/generoi

Vesivasaran syitä on monia. Yleisiä tekijöitä ovat seuraavat:

1. Venttiili avautuu tai sulkeutuu äkillisesti;

2. Vesipumppuyksikkö pysähtyy tai käynnistyy äkillisesti;

3. Yksi putki kuljettaa vettä korkealle (vesihuoltoalueen korkeusero on yli 20 metriä);

4. Vesipumpun kokonaisnostovoima (tai käyttöpaine) on suuri;

5. Veden virtausnopeus vesiputkessa on liian suuri;

6. Vesijohto on liian pitkä ja maasto vaihtelee suuresti.
7. Epäsäännöllinen rakentaminen on piilevä vaara vesihuoltoputkihankkeissa
(1) Esimerkiksi sementtisten työntökappaleiden valmistus T-kappaleita, mutkia, supistuskappaleita ja muita liitoksia varten ei täytä vaatimuksia.
”Haudattujen jäykkien polyvinyylikloridiputkien teknisten määräysten” mukaan sementtityöntötolpat tulisi asentaa liitoksiin, kuten T-kappaleisiin, mutkiin, supistuskappaleisiin ja muihin ≥110 mm halkaisijaltaan oleviin putkiin, putkilinjan liikkumisen estämiseksi. ”Betoniset työntötolpat” eivät saa olla alle C15-laatua, ja ne on valettava työmaalla kaivetulle alkuperäiselle maaperustukselle ja kaivannon kaltevuudelle. Jotkut rakennusosapuolet eivät kiinnitä tarpeeksi huomiota työntötolppien rooliin. He naulaavat puisen vaarnan tai kiilaavat rautapiikin putkilinjan viereen toimimaan työntötolppana. Joskus sementtitolpan tilavuus on liian pieni tai sitä ei kaadeta alkuperäiselle maaperälle. Toisaalta jotkut työntötolpat eivät ole riittävän vahvoja. Tämän seurauksena putkilinjan käytön aikana työntötolpat eivät voi toimia ja niistä tulee käyttökelvottomia, mikä aiheuttaa putkiliittimien, kuten T-kappaleiden ja mutkien, virheasennuksen ja vaurioitumisen.
(2) Automaattista pakoventtiiliä ei ole asennettu tai asennusasento on kohtuuton.
Hydrauliikan periaatteen mukaisesti automaattiset pakoventtiilit tulisi suunnitella ja asentaa putkistojen korkeimpiin kohtiin vuoristoalueilla tai kukkuloilla, joilla on suuria epätasapainoja. Jopa tasangoilla, joilla on vähän epätasaista maastoa, putkistot on suunniteltava keinotekoisesti kaivettaessa ojia. On nousuja ja laskuja, jotka nousevat tai laskevat syklisesti, kaltevuus on vähintään 1/500, ja jokaisen kilometrin korkeimpaan kohtaan on suunniteltava 1-2 pakoventtiiliä.
Koska putkilinjassa veden kuljetuksen aikana putkilinjassa oleva kaasu karkaa ja kerääntyy putkilinjan koholla oleviin osiin, jolloin muodostuu jopa ilmatukoksia. Kun veden virtausnopeus putkilinjassa vaihtelee, koholla oleviin osiin muodostuneet ilmataskut puristuvat ja laajenevat edelleen, ja kaasu puristuu. Puristuksen jälkeen syntyvä paine on kymmeniä tai jopa satoja kertoja suurempi kuin veden puristuksen jälkeen syntyvä paine (julkinen tili: Pump Butler). Tällä hetkellä tämä putkilinjan osa, jolla on piileviä vaaroja, voi johtaa seuraaviin tilanteisiin:
• Kun vesi on kulkenut putken ylävirtaan, tippuva vesi katoaa alavirtaan. Tämä johtuu siitä, että putkessa oleva ilmatyyny estää veden virtauksen, mikä aiheuttaa vesipatsaan jakautumisen.
• Putkistossa oleva puristettu kaasu puristuu maksimiinsa ja laajenee nopeasti, mikä aiheuttaa putkilinjan repeämisen.
• Kun korkean veden lähteestä tulevaa vettä kuljetetaan painovoiman avulla alavirtaan tietyllä nopeudella ja ylävirran venttiili sulkeutuu nopeasti, korkeuseron ja virtausnopeuden inertian vuoksi vesipatsas ylävirran putkessa ei pysähdy välittömästi. Se liikkuu edelleen tietyllä nopeudella. Nopeus virtaa alavirtaan. Tällöin putkistoon muodostuu tyhjiö, koska ilmaa ei voida täydentää ajoissa, mikä aiheuttaa putkiston tyhjenemisen alipaineen vuoksi ja vaurioittaa sitä.
(3) Kaivanto ja täyttömaa eivät täytä määräyksiä.
Vuoristoisilla alueilla nähdään usein epäpäteviä ojia, pääasiassa siksi, että tietyillä alueilla on paljon kiviä. Ojat kaivetaan käsin tai räjäytetään. Ojan pohja on erittäin epätasainen ja siinä on teräviä kiviä ulkonemassa. Tällaisessa tapauksessa asiaankuuluvien määräysten mukaisesti ojan pohjalla olevat kivet on poistettava ja yli 15 senttimetriä hiekkaa on päällystettävä ennen putkilinjan asentamista. Rakennustyöntekijät olivat kuitenkin vastuuttomia tai oikoivat mutkia ja levittivät hiekan suoraan päällystämättä hiekkaa tai symbolisesti päällystämättä hiekkaa. Putkilinja asennetaan kivien päälle. Kun täyttö on valmis ja vesi otetaan käyttöön, putkilinjan painon, pystysuoran maanpaineen, putkilinjaan kohdistuvan ajoneuvokuorman ja painovoiman päällekkäisyyden vuoksi sitä tukee yksi tai useampi terävä kohokivi putkilinjan pohjalla. Liiallisen jännityskeskittymän vuoksi putkilinja todennäköisesti vaurioituu tässä kohdassa ja halkeaa suoraviivaisesti tässä kohdassa. Tätä kutsutaan usein "naarmuuntumisvaikutukseksi".

4/Toimenpiteet

Vesivasaran varalle on olemassa monia suojatoimenpiteitä, mutta erilaisia toimenpiteitä on toteutettava vesivasaran mahdollisten syiden mukaan.
1. Vesiputkien virtausnopeuden vähentäminen voi pienentää vesivasaran painetta jossain määrin, mutta se lisää vesiputkien halkaisijaa ja lisää projektiinvestointeja. Vesiputkia asennettaessa on otettava huomioon kohoumien tai jyrkkien kaltevuuden muutosten välttäminen vesiputken pituuden lyhentämiseksi. Mitä pidempi putki, sitä suurempi vesivasaran arvo pumpun pysähtyessä. Yhdestä pumppaamosta kahteen pumppaamoon käytetään imukaivoa kahden pumppaamon yhdistämiseen.
Vesivasara pumpun pysähtyessä

Niin sanottu pumpun pysäytysvesivasara viittaa hydrauliseen shokki-ilmiöön, joka johtuu vesipumpun ja paineputkien virtausnopeuden äkillisistä muutoksista, kun venttiili avataan ja pysäytetään esimerkiksi sähkökatkon tai muun syyn vuoksi. Esimerkiksi sähköjärjestelmän tai sähkölaitteiden vikaantuminen tai satunnainen vesipumppuyksikön vikaantuminen voi aiheuttaa keskipakoispumpun venttiilin avautumisen ja pysähtymisen, mikä johtaa vesivasaraan pumpun pysäytyksen yhteydessä. Vesivasaran suuruus pumpun pysäytyksen yhteydessä liittyy pääasiassa pumppuhuoneen geometriseen nostokorkeuteen. Mitä suurempi geometrinen nostokorkeus on, sitä suurempi on vesivasaran arvo pumpun pysäytyksen yhteydessä. Siksi kohtuullinen pumpun nostokorkeus tulisi valita paikallisten olosuhteiden perusteella.

Pumpun pysäytyksen yhteydessä vesivasaran maksimipaine voi olla 200 % normaalista käyttöpaineesta tai jopa korkeampi, mikä voi tuhota putkistoja ja laitteita. Yleiset onnettomuudet aiheuttavat "vesivuotoja" ja vesikatkoksia; vakavat onnettomuudet aiheuttavat pumppuhuoneen tulvimisen, laitteiden vaurioitumisen ja tilojen vaurioitumisen tai jopa henkilövahinkoja tai kuoleman.

Kun pumppu on pysäytetty onnettomuuden vuoksi, odota, kunnes takaiskuventtiilin takana oleva putki on täyttynyt vedellä ennen pumpun käynnistämistä. Älä avaa vesipumpun poistoventtiiliä kokonaan pumppua käynnistäessäsi, muuten seurauksena on voimakas vesiisku. Tällaisissa olosuhteissa monissa pumppaamoissa tapahtuu usein vakavia vesivasaroita.

2. Asenna vesivasaran poistolaite
(1) Käyttämällä vakiojännitteen säätötekniikkaa
PLC-automaattista ohjausjärjestelmää käytetään pumpun ohjaamiseen vaihtelevalla taajuudella ja koko vesihuoltopumppaamon toiminnan automaattiseen ohjaamiseen. Koska vesihuoltoverkoston paine muuttuu jatkuvasti käyttöolosuhteiden muuttuessa, järjestelmän käytön aikana esiintyy usein liian pientä tai ylipainetta, mikä voi helposti aiheuttaa vesivasaran ja siten vahingoittaa putkistoja ja laitteita. PLC-automaattista ohjausjärjestelmää käytetään putkiston ohjaamiseen. Paineen havaitseminen, vesipumpun käynnistyksen ja pysäytyksen takaisinkytkentäohjaus sekä nopeuden säätö, virtauksen säätö ja siten paineen pitäminen tietyllä tasolla. Pumpun vesisyöttöpaine voidaan asettaa ohjaamalla mikrotietokonetta, jotta vedenpaine pysyy vakiona ja vältetään liialliset paineenvaihtelut. Vesivasaran todennäköisyys pienenee.
(2) Asenna vesivasaran poistolaite
Tämä laite estää pääasiassa vesivasaran pumpun pysähtyessä. Se asennetaan yleensä vesipumpun ulostuloputken lähelle. Se käyttää putken omaa painetta voimana toteuttaakseen automaattisen matalapainetoiminnan. Toisin sanoen, kun putken paine on asetettua suojausarvoa alhaisempi, tyhjennysaukko avautuu automaattisesti veden poistamiseksi. Paineenalennusta käytetään tasapainottamaan paikallisten putkistojen painetta ja estämään vesivasaran vaikutus laitteisiin ja putkistoihin. Poistolaitteet voidaan yleensä jakaa kahteen tyyppiin: mekaanisiin ja hydraulisiin. Mekaaniset poistolaitteet palautetaan manuaalisesti käytön jälkeen, kun taas hydrauliset poistolaitteet voidaan nollata automaattisesti.
(3) Asenna hitaasti sulkeutuva takaiskuventtiili vesipumpun suurihalkaisijaiseen ulostuloputkeen.

Se voi tehokkaasti poistaa vesivasaran pumpun pysähtyessä, mutta koska tietty määrä vettä virtaa takaisin, kunAPI 609Kun venttiili aktivoituu, vesi-imukaivossa on oltava ylivuotoputki. Hitaasti sulkeutuvia takaiskuventtiilejä on kahdenlaisia: vasaratyyppisiä ja energian varastointityyppisiä. Tämän tyyppisiä venttiilejä voidaan säätää venttiilin sulkeutumisaikaa tietyllä alueella tarpeen mukaan (katso: Pump Butler). Yleensä venttiili sulkeutuu 70–80 % 3–7 sekunnin kuluessa sähkökatkoksen jälkeen. Jäljelle jäävä 20–30 %:n sulkeutumisaika säädetään vesipumpun ja putkiston olosuhteiden mukaan, yleensä 10–30 sekunnin välillä. On syytä huomata, että kun putkistossa on kohouma ja tapahtuu vesivasara, hitaasti sulkeutuvan takaiskuventtiilin rooli on hyvin rajallinen.
(4) Asenna yksisuuntainen paineensäätötorni
Se rakennetaan pumppaamon lähelle tai sopivaan paikkaan putkilinjassa, ja yksisuuntaisen paineensäätötornin korkeus on alempi kuin siellä oleva putkiston paine. Kun putkilinjan paine on alempi kuin tornin vedenpinta, paineensäätötorni täydentää putkistoa vedellä estäen vesipatsaan rikkoutumisen ja kuroen umpeen vesiiskun. Sen painetta alentava vaikutus muihin kuin pumpun pysäyttäviin vesivasaroihin, kuten venttiiliä sulkeviin vesivasaroihin, on kuitenkin rajallinen. Lisäksi yksisuuntaisessa paineensäätötornissa käytettävän yksisuuntaisen venttiilin suorituskyvyn on oltava ehdottoman luotettava. Kun venttiili pettää, se voi aiheuttaa suuren vesivasaran.
(5) Asenna ohitusputki (venttiili) pumppuasemalle
Kun pumppujärjestelmä toimii normaalisti, takaiskuventtiili on kiinni, koska pumpun painepuolen vedenpaine on korkeampi kuin imupuolen vedenpaine. Kun vahingossa tapahtuva sähkökatkos pysäyttää pumpun äkillisesti, vesipumppuaseman ulostulon paine laskee jyrkästi ja imupuolen paine nousee jyrkästi. Tämän paine-eron vaikutuksesta veden imuputkessa oleva ohimenevä korkeapaineinen vesi työntää takaiskuventtiilin venttiililevyn auki ja virtaa painevesiputkessa olevaan ohimenevään matalapaineiseen veteen, jolloin siellä oleva alhainen vedenpaine kasvaa. Toisaalta vesipumpun imupuolen vesiiskupaineen nousu myös pienenee. Tällä tavoin vesiiskun nousua ja painehäviötä vesipumppuaseman molemmilla puolilla hallitaan, mikä tehokkaasti vähentää ja estää vesiiskujen vaaran.
(6) Asenna monivaiheinen takaiskuventtiili
Lisää pitkään vesiputkeen yksi tai useampitakaiskuventtiilit, jaa vesiputki useisiin osiin ja asenna takaiskuventtiili jokaiseen osaan. Kun vesiputkessa oleva vesi virtaa takaisin vesivasaran aikana, jokainen takaiskuventtiili suljetaan peräkkäin, jolloin vastavirtausvirtaus jakautuu useisiin osiin. Koska hydrostaattinen paine vesiputken jokaisessa osassa (tai vastavirtausvirtausosassa) on melko pieni, veden virtausnopeus pienenee. Vasaran tehostus. Tätä suojatoimenpidettä voidaan käyttää tehokkaasti tilanteissa, joissa geometrinen vedenjakelun korkeusero on suuri, mutta se ei voi poistaa vesipatsaan erottumisen mahdollisuutta. Sen suurin haittapuoli on: vesipumpun lisääntynyt virrankulutus normaalikäytössä ja lisääntyneet vesihuoltokustannukset.