夏季正值用水高峰，也是PP-R水管事故的多發季，需要特別注意和防範，因此皇家小編今天特意分享一篇科普文章，重點介紹管路殺手——水錘效應。
水錘效應（或液壓衝擊）是由於管內流體流向或速度的陡然變化造成的一種管壓瞬時增加現象。過強的壓力增長很有可能會造成管道破裂或設備嚴重損壞，因此水錘效應對供水管網來說是一種很危險的物理現象。
流體在管內運動時存在兩種能量：動能和勢能。動能代表流速特性，而勢能代表著壓力特性。在忽略摩擦力的前提下，動能和勢能在管內任意一點應該都是均衡的。通過改變流體速度來改變動能會迫使管壓發生變化。當流速下降（動能降低），液壓便會上升（勢能增加）。水錘效應通常發生在管道閥門快速關閉而引起的流體流動驟然停止的情況下。衝擊波會以等同於流體本身聲速的速度下在管內進行雙向傳播（70度水溫的水體下，聲速為1463米/秒）。向前傳播的衝擊波直到撞擊到下一個固體障礙物（通常是水泵或檢查閥）時發生反彈開始向回傳播，然後再遇到新障礙物繼續向前傳播，直到管壓達到平衡。
水錘示意圖
不僅如此，閥門的突然關閉會讓管內的流體液柱給閥門的關閉組件施加一個衝擊力。這時會同時發生兩個現象：閥門上遊方向的壓力上升，閥門下遊方向壓力下降。閥門下遊方向的水流會持續嘗試流動並製造出一個足以引發管道塌方或爆管的真空。如果管道埋設在一個向下的下坡，那麼這樣的問題會更加嚴重。為了閥門的關閉組件周圍突然出現壓力的陡然變化，排氣閥和真空安全閥會安裝在閥門的下遊方向來維持管內的壓力。因此，正確的開關閥門是保證管道安全運營的基礎。
1、閥門突然開啟或關閉；
2、水泵機組突然停車或開啟；
3、單管向高處輸水（供水地形高差超過20米）；
4、水泵總揚程（或工作壓力）大；
5、輸水管道中水流速度過大；
6、輸水管道過長，且地形變化大。
7、不規範的施工是給水管道工程存在的隱患。
水錘會引起壓強升高，可達管道正常工作壓強的幾倍，甚至幾十倍。這種大幅度的壓強波動，造成的危害有管道強烈振動、管道接頭斷開、破壞閥門、管道爆管導致沿途房屋漬水等。
當啟停水泵、快速啟閉閥門或改變水泵的轉速、葉片角度調節流量時；尤其在迅速操作時，水流速度發生急劇變化情況下會引發水錘效應。
某些情況下，管道內存在空氣，或其他原因導致的管道輸送水的水柱頻繁出現中斷，應考慮採取相應的保護措施。
下面介紹一個簡單的公式來計算水錘造成管內的壓力值:
PWH= (0.07VL) / T+PI
PWH= 水錘引起的壓力
V= 管中流體速度的差異值
L= 上遊管段長度
T =閥門關閉的總時間
PI=入口壓力(水錘效應前的壓力值)
假設一根200米長的管段，管內的水體流速為1.2米/秒，下遊閥門處的水壓為4公斤，那麼當閥門在10秒內完全關閉時水錘產生的壓力是多少？
根據公式：
PWH= (0.07VL) / T+PI
V=1.2米/秒
L=200米
T =10秒
PI= 4公斤
PWH=[(0.07*1.2*200)/10]+4
PWH= 5.7公斤
(水錘效應讓管壓提升了1.7公斤.)
假如閥門在1秒完全關閉
PWH=(0.070VL) / T+PI
V= 1.2米/秒
L= 200米
T=1秒
PI=4公斤
PWH=[(0.07*1.2*200)/1]+4
PWH=20.8公斤
(水錘效應讓管壓足足增加了16.8公斤!)
以上兩個例子展示了在其他變量保持不變的情況下，閥門的關閉時間如何影響了管壓。下面我們來看看在其他變量保持不變，速增加到了3米/秒時會出現什麼變化：
10秒內關閉閥門
PWH =(0.070VL)/t+Pi
V =3米/秒
L =200米
T=10秒
PI =4公斤
PWH =[(0.07*3*200)/10]+4
PWH = 8.2公斤
(管壓增加了4.2公斤)
1秒內關閉閥門
PWH =(0.070VL)/t+Pi
V = 3米/秒
L= 200米
T =1秒
PI =4公斤
PWH= [(0.07*3*200)/1]+4
PWH = 46公斤
(管壓增加了42公斤!)
1、對從業人員在水錘基礎知識和其風險上進行適當的培訓，並教授如何通過正確的開關閉閥門來減輕水錘效應的危害。
2、應用一系列的水泵開啟和關閉流程來降低產生水錘效應的可能性。
3、降低流速，建議將流速保持在1.5米/秒以下。
4、在管道高起部分安裝水汽分離裝置（排氣閥），可以將管道中氣體排出，減壓閥、排氣閥在一定程度上可減少水錘對管路系統的危害。
5、安裝減壓閥來防止管道出現過壓情況。