摘要：芻議消防水系統管路中的水擊波的影響
關鍵詞：水系統管路水擊波消防水系統
一、水擊產生的原理及其危害：
在壓力的水在消防管道、水帶內發較快的速度流動，具有較大的慣性，如果突然停泵，關閉閥門，消防車輪跨壓水帶等作用，水流動迅速停止下來，此時水所具有的動能要轉化成壓力能，于是管內水壓力急劇升高；反之，如果原來管家路中的水是靜止的，泵或閥門突然起動或閥門突然打開，水獲得較大的速度，即水的壓力能要轉化為動能，其壓強急劇下降。這種由于流速急劇變動所引起水的壓力大幅度波動的現象稱為水擊作用。水擊所引起的壓力變化，以壓力波的形式沿管路傳播，其傳播速度約等于水內聲波的傳播速度，傳播的形式類似于炸彈爆炸時產生的沖擊波在空氣中的傳播形式，凡是壓力波傳到的地方，該處水的壓力在原來的基礎上迅速升高一個相同的值，我們把這種現象稱為壓力迭加。水擊波在沿管路向壓力較高的上游傳播過程中，迭加的壓力越來越高，可能引起上游壓力管路強度所允許的范圍，造成管路破裂或設備的損壞。因此，這種壓力急劇變化的水擊現象，是我們在生產過程中必須嚴格防止的。
二、水擊引起壓力瞬時變化的計算
1、直接水擊（又稱完全水擊）的計算
若閥門關閉的時間相當快，當關閉的時間T≤2L/C時，水擊作用而引起的瞬時升高的壓力可用公式A計算。
P=CV/G—————————A
2、間接水擊（又稱不完全水擊）的計算
若閥門關閉的時間不甚快，當關閉時間T＞2L/C時，水擊的作用而引起瞬時升高壓力可用公式B計算。
P=CV/G-L/（Ct-L）————————B
式中：P——水擊升高時的壓力，米水柱；
V——水擊前，管中的平均流速，米/秒；
L——水管或水帶的長度，米；
G——重力加速度，9、8米/秒；
C——水擊波傳播速度，米/秒；
例如：水帶長度為180米（新水帶），直徑65毫米，水流速為2米/秒，接出一只開關式水槍在火場滅火時需要轉移陣地，關閉水槍的時間為1秒鐘，試確定瞬時升高的壓力。
題解：
1、水擊的性質
T=2L/C=2*180/80=4、5秒
水槍關閉的時間為一秒，小于4、5秒，則屬直接（完全）水擊。
2、瞬時升高的壓力P=CV/G=80*2/9、8=16、1米水柱
又例：Dg200以下的鑄鐵管的管路長度為600米，在一次水噴淋試驗中其管內的水流速為4米/秒，關閉閥門的時間為2秒鐘，試確定瞬時升高的壓力。
1、水擊的性質
T=2L/C=4*600/1200=2秒
關閉閥門的時間為2秒鐘，等于2L/C，則亦屬于完全水擊。
2、瞬時升高的壓力
P=cv/g-L/（Ct-L）=1200*4/9、8=489、7（米水柱）
由以上的分析可以看出，水擊作用與管道的材料、流速以及管道的長度有關，特別是關閉閥門的速度影響很大。消防給水管道由于水擊的作用，常常引起管道的破裂，影響正常的生產發電運行。火災現場的救火過程中操作不當，常常會引起水帶的爆破，造成火災現場的供水中斷，影響火災撲救造成火勢擴大。
三、減弱水擊壓力的方法。
為了減弱水擊波的影響，通常采取的辦法有：
1、延緩管路閥門開關的時間，使水流的速度緩慢變化。如果說管長為L；水擊波傳播的速度為C，水擊波由一端傳播到另一端的時間為L/C，則閥門的開閉時間應大于2L/C。
2、縮短管線長度，使傳播的周期變短，并且管路越短剛性越大。
3、在管路上裝設緩沖罐，水擊波傳播到緩沖罐，壓力急劇衰減。
4、在管路上安裝壓力安全閥，使壓力高到一定程度時，自動打開放水泄壓。
參考文獻：
最新單位消防工作實務全書————丁啟主編
關鍵詞：水系統管路水擊波消防水系統
一、水擊產生的原理及其危害：
在壓力的水在消防管道、水帶內發較快的速度流動，具有較大的慣性，如果突然停泵，關閉閥門，消防車輪跨壓水帶等作用，水流動迅速停止下來，此時水所具有的動能要轉化成壓力能，于是管內水壓力急劇升高；反之，如果原來管家路中的水是靜止的，泵或閥門突然起動或閥門突然打開，水獲得較大的速度，即水的壓力能要轉化為動能，其壓強急劇下降。這種由于流速急劇變動所引起水的壓力大幅度波動的現象稱為水擊作用。水擊所引起的壓力變化，以壓力波的形式沿管路傳播，其傳播速度約等于水內聲波的傳播速度，傳播的形式類似于炸彈爆炸時產生的沖擊波在空氣中的傳播形式，凡是壓力波傳到的地方，該處水的壓力在原來的基礎上迅速升高一個相同的值，我們把這種現象稱為壓力迭加。水擊波在沿管路向壓力較高的上游傳播過程中，迭加的壓力越來越高，可能引起上游壓力管路強度所允許的范圍，造成管路破裂或設備的損壞。因此，這種壓力急劇變化的水擊現象，是我們在生產過程中必須嚴格防止的。
二、水擊引起壓力瞬時變化的計算
1、直接水擊（又稱完全水擊）的計算
若閥門關閉的時間相當快，當關閉的時間T≤2L/C時，水擊作用而引起的瞬時升高的壓力可用公式A計算。
P=CV/G—————————A
2、間接水擊（又稱不完全水擊）的計算
若閥門關閉的時間不甚快，當關閉時間T＞2L/C時，水擊的作用而引起瞬時升高壓力可用公式B計算。
P=CV/G-L/（Ct-L）————————B
式中：P——水擊升高時的壓力，米水柱；
V——水擊前，管中的平均流速，米/秒；
L——水管或水帶的長度，米；
G——重力加速度，9、8米/秒；
C——水擊波傳播速度，米/秒；
例如：水帶長度為180米（新水帶），直徑65毫米，水流速為2米/秒，接出一只開關式水槍在火場滅火時需要轉移陣地，關閉水槍的時間為1秒鐘，試確定瞬時升高的壓力。
題解：
1、水擊的性質
T=2L/C=2*180/80=4、5秒
水槍關閉的時間為一秒，小于4、5秒，則屬直接（完全）水擊。
2、瞬時升高的壓力P=CV/G=80*2/9、8=16、1米水柱
又例：Dg200以下的鑄鐵管的管路長度為600米，在一次水噴淋試驗中其管內的水流速為4米/秒，關閉閥門的時間為2秒鐘，試確定瞬時升高的壓力。
1、水擊的性質
T=2L/C=4*600/1200=2秒
關閉閥門的時間為2秒鐘，等于2L/C，則亦屬于完全水擊。
2、瞬時升高的壓力
P=cv/g-L/（Ct-L）=1200*4/9、8=489、7（米水柱）
由以上的分析可以看出，水擊作用與管道的材料、流速以及管道的長度有關，特別是關閉閥門的速度影響很大。消防給水管道由于水擊的作用，常常引起管道的破裂，影響正常的生產發電運行。火災現場的救火過程中操作不當，常常會引起水帶的爆破，造成火災現場的供水中斷，影響火災撲救造成火勢擴大。
三、減弱水擊壓力的方法。
為了減弱水擊波的影響，通常采取的辦法有：
1、延緩管路閥門開關的時間，使水流的速度緩慢變化。如果說管長為L；水擊波傳播的速度為C，水擊波由一端傳播到另一端的時間為L/C，則閥門的開閉時間應大于2L/C。
2、縮短管線長度，使傳播的周期變短，并且管路越短剛性越大。
3、在管路上裝設緩沖罐，水擊波傳播到緩沖罐，壓力急劇衰減。
4、在管路上安裝壓力安全閥，使壓力高到一定程度時，自動打開放水泄壓。
參考文獻：
最新單位消防工作實務全書————丁啟主編