在供水管道工程安裝完畢后，我們都會進行管道的試運行，看看管路是否存在問題。當(dāng)在停泵或者關(guān)閥時，管內(nèi)會出現(xiàn)噪音。有時噪音較小，從外觀上看只有小幅度震動；有時噪音較大，從外觀上看有大幅度震動，甚至管道破損。這種現(xiàn)象是由什么原因造成的呢？我們稱之為“水錘”。
什么是水錘？在密閉管路系統(tǒng)內(nèi)，水體流量發(fā)生急劇變化而引起較大的壓力波動并造成振動，便形成了“水錘”。水錘分為正水錘和負水錘，正水錘是當(dāng)打開的閥門突然關(guān)閉，水流撞擊閥門產(chǎn)生一個撞擊壓力，而后續(xù)水流在慣性的作用下持續(xù)撞擊產(chǎn)生疊加壓力；負水錘是關(guān)閉的閥門在突然打開或給水泵啟動后，前面的水體已經(jīng)流動，而后面的水體還未跟上前面的水體時產(chǎn)生的負壓力。
舉例說明，我們把一單位長度的水體比作一輛汽車，流速比作汽車的車速，閥門比作路上的一堵墻。正水錘就是當(dāng)路上有連續(xù)、車距近乎零的汽車在行駛，第一輛汽車突然撞到墻上，而后續(xù)的車輛發(fā)生連續(xù)追尾事件。負水錘就是當(dāng)路上有連續(xù)、車距近乎零的汽車被一堵墻擋住去路，當(dāng)墻體被移除后，每一輛車陸續(xù)起步導(dǎo)致車距不再為零，此車距如換作發(fā)生在密閉的管道中就會產(chǎn)生一種真空的負壓力。
水錘的量化分析。正水錘的壓力與水當(dāng)時的動量有關(guān)，符合沖量定理：
但由于水體擁有一定壓縮性，對壓力有一定的緩解能力，公式中水的質(zhì)量m不一定等于整段管長L的水的質(zhì)量。如果忽略管長對水錘壓力的影響，可以用系數(shù)α來代替
從公式可以看出，管徑、流速越大的管道，關(guān)閉閥門時產(chǎn)生的水錘壓力越大，閥門的關(guān)閉時間越短，產(chǎn)生的水錘壓力越大。
負水錘壓力遠小于正水錘壓力，管道和管件所承受的壓力以正水錘為主。
水錘的破壞性。正水錘有兩種作用力，一種是直接作用在閥門上的壓力，另一種是管道后續(xù)水體的疊加力。后續(xù)水體的疊加力在直線管道中會疊加直接作用在閥門上的壓力，在管道彎頭位置會疊加對彎頭水流方向的力，彎頭彎度越大疊加的壓力越大。就如舉例中的汽車追尾情況，如果是在直線道路上追尾會疊加對墻體的撞擊力，而在彎道上追尾就會把汽車撞離道路。如果直接作用在閥門上的壓力過大，會導(dǎo)致出現(xiàn)閥板變形、法蘭斷裂或者管道變形等情況；如果疊加在彎頭的壓力過大，會導(dǎo)致出現(xiàn)管道彎頭脫離原位、承插式安裝的管道橡膠圈脫出等情況。負水錘則會產(chǎn)生真空負壓力，如果負壓較大會使柔性管道癟塌、剛性管道破裂。
那么，要如何降低水錘的危害呢？例如在水泵調(diào)試中，管徑是固定的，流速是由用水需求決定的，而閥門的關(guān)閉時間是可以人為控制的，延長閥門的關(guān)閉時間就是降低水錘危害最簡便的方法。因此，在平常管道安裝完畢后，應(yīng)先圍繞理論計算進行調(diào)試，確定關(guān)閥時間限值，并在確保不小于限值的情況下進行安全技術(shù)操作，保障供水安全。
