精确高效的瞬态分析方法：解决水锤问题的关键

瞬态是流体在两个相邻稳态之间的过渡状态，指在某一个时间点时，流体的流动速度、压强、密度等物理量在空间上会随时间变化。

与之相对应的是稳态，指流体处于稳定流动状态，在某一个时间点，流体的流动速度、压强、密度等物理量在空间上不会随时间变化。

在工程中（尤其是长距离输水工程），需要考虑流体在管道中的稳态和瞬态，以确保管道的稳定运行。



水锤瞬态影响

在水力工程中，由于阀门的突然开启或关闭等原因，使水的流速突然发生变化，造成瞬时的水力冲击，即水锤现象。

水锤产生的条件：

1.阀门突然开启或关闭；

2.水泵机组突然停车或开启；

3.单管向高处输水（供水地形高差超过20米）；

4.水泵总扬程（或工作压力）大；

5.输水管道中水流速度过大；

6.输水管道过长，且地形变化大；

7.不规范的施工给水管道工程存在隐患。

水锤瞬时冲击的破坏力非常大，尤其是地势起伏大的水力工程，水瞬间从高处落下，使管道发生强烈的震动并发出巨响，轻则容易造成管道设备的破坏，重则会引起人员伤亡。

因此，消减水锤造成的影响是水力工程、市政排水系统、建筑供排水系统和工业管道领域不可避免的关键工作。

水锤瞬态消减措施

目前，为了消减水锤瞬态，我们可以采取降低输水管的流速的措施，但这会在一定程度上降低水锤压力，并增加输水管管径，从而导致工程投资增加。我们还可以考虑在输水管线布置时避开驼峰或坡度较大的地形，或增加泵站，从一个泵站增加到两个或更多泵站等。

在选择水锤消减措施前，我们需要先进行水锤瞬态分析，以了解水锤的瞬态冲击力有多大，破坏性有多强，才能采取相应的措施。

水锤瞬态分析通常采用特征线法，特征线法是最准确和可靠的水击动态分析算法之一。业内著名的水锤瞬态分析软件OpenFlows HAMMER正是采用了这种方法。

OpenFlows HAMMER 是一款用于管道水锤分析计算的工程工具，可帮助您进行输配水系统、水电站或压力管道的瞬态分析和建模，以找出问题点并确定相应的水锤控制策略。OpenFlows HAMMER 计算精确的引擎和简单易用的界面，可以高效地识别、管理和降低与瞬变相关的风险。 



使用OpenFlows HAMMER，您可以∶

·评估管道系统中的水锤风险

·制定经济的水击控制解决方案

·预防基础设施与设备遭到破坏

·减少建造、营运、操作、及维护的费用

·为所有水击保护设施建立模拟计算

·将管道的损耗降到最低

·模拟所有瞬时的情况

·确保水力系统寿命

·为电力中断作预准备，将服务中断干扰降至最低

·降低电厂水轮机组的水击危害

软件功能详情：OpenFlows HAMMER 水锤和瞬态分析软件

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