pipenet水锤模拟教程

在同一根管道里，水锤效应和空化效应经常会一起出现，水锤会让压力在极短时间内大幅波动，空化则会在局部产生气泡并反复塌陷，对金属表面造成严重侵蚀。很多爆管事故和阀门失效，从本质上都与这两种流体力学现象有关。 那他们俩谁的危害要大一点呢？来一起看看。像空化效应最典型的场景就是螺旋桨和水泵叶片，当液体在螺旋桨或者叶片附近流动时，叶片背面的流速会明显增大。根据伯努利原理， 流的越快的地方压力就越低。如果压力降的太低，低到接近或低于该温度下的饱和蒸气压，那么液体就会在叶片的背侧开始冒泡，形成一团一团的小气泡，这就是空化的起点。随后这些气泡被水流带到后方的高压区域， 一旦周围压力突然升高，气泡就会快速塌陷，发生内爆，在叶片表面产生很强的冲击波和微小高速射流，时间一长就会造成明显的侵蚀和蚀损伤。同样在齿轮泵这类容积泵里， 空化效应同样非常常见，而且它的危害更隐蔽。我们再通过这张图片理解一下，高压液体里会先形成许多微小的蒸汽气泡，压力升高，这 些气泡就会猛烈塌陷。像发生了一次微型内爆，产生的高速液体微射流不断冲击管壁或阀门表面，久而久之就会造成气蚀损伤。不过，空化也不全是坏事，比如超声波清洗机，就是利用高频超声在清洗液中产生大量空化气泡，这些微小气泡反复生成塌陷，在弓箭表面形成细密的微冲击， 可以把缝隙里的污垢和附着物一点点剥离下来，大幅提高了清洗效率。类似的原理也用在美容仪上。高频超声会在皮肤表面的液体中产生空化气泡，这些气泡不断生成塌陷，就形成了密集的微小冲击。 再看水锤效应，你可以把它理解成管道里的液体突然被急刹车，结果就是把管壁狠狠撞了一下。当阀门突然关死 或者水泵突然停机时，原本高速流动的水流一下子被拦住，动能没地方去，就会转化成瞬间很高的压力波，在管道里来回反弹。 这个过程就叫水锤，它会让管内压力在短时间内剧烈波动，严重的时候能把管道、阀门甚至设备本身都冲坏。但水锤效应并不只有危害，它也有一个非常典型的正向应用，那就是水锤泵。水锤泵就是故意制造水锤效应，用这一下突然升高的压力，把水往更高的地方顶上去， 也就是把原本危险的水锤冲击变成免费可利用的增压动力。但是水锤泵通常要放在有一定落差的流水下游，靠水自己流进来。当水流到一定速度， 阀门被水流猛的冲壁，管道里立刻产生水锤效应。高压波把一部分水挤进旁边的高压腔和出水管里，送到更高的位置，压力消散后，阀门又会自动打开，水再流进来，如此周而复始， 所以他不用电不烧油，就能把滴处的水一点一点打上高处。这是水锤效应一个非常巧妙的正向利用。所以总体看下来，水锤是流速突然变化引起的压力波， 空化是压力过低先长出气泡，在塌陷，在这个过程中产生积波和微射流，把金属表面一点点啃掉，对局部金属表面的长期损伤往往更大一些。

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在同一根管道里，水锤效应和空化效应经常会一起出现，水锤会让压力在极短时间内大幅波动，空化则会在局部产生气泡并反复塌陷，对金属表面造成严重侵蚀。很多爆管事故和阀门失效，从本质上都与这两种流体力学现象有关。那他们俩谁的危害要大一点呢？来一起看看。 像空化效应最典型的场景就是螺旋桨和水泵叶片，当液体在螺旋桨或者叶片附近流动时，叶片背面的流速会明显增大。 根据薄努力原理，流的越快的地方压力就越低。如果压力降的太低，低到接近或低于该温度下的饱和蒸气压，那么液体就会在叶片的背侧开始冒泡， 形成一团一团的小气泡，这就是空化的起点。随后这些气泡被水流带到后方的高压区域，一旦周围压力突然升高，气泡就会快速塌陷，发生内爆，在叶片表面产生很强的冲击波和微小高速射流， 时间一长就会造成明显的侵蚀和点蚀，这就是典型的气蚀损伤。同样在齿轮泵这类容积泵里，空化效应同样非常常见，而且它的危害更隐蔽。我们再通过这张图片理解一下，高压液体里会先形成许多微小的蒸汽气泡，压力升高，这些气泡就会猛烈塌陷，像发生了一次微型内爆， 产生的高速液体微射流不断冲击管壁或阀门表面，久而久之就会造成气蚀损伤。不过空化也不全是坏事，比如超声波清洗机，就是利用高频超声在清洗液中产生大量空化气泡，这些微小气泡反复生成塌陷，在弓箭表面形成细密的微冲击，可以把缝隙里的污垢和附着物一点点剥离下来， 大幅提高了清洗效率。类似的原理也用在皮肤表面的液体中产生空化气泡，这些气泡不断生成塌陷，就 形成了密集的微小冲击。再看水锤效应，你可以把它理解成管道里的液体突然被急刹车，结果就是把管壁狠狠撞了一下。 当阀门突然关死或者水泵突然停机时，原本高速流动的水流一下子被拦住，动能没地方去，就会转化成瞬间很高的压力波，在管道里来回反弹。 这个过程就叫水锤，它会让管内压力在短时间内剧烈波动，严重的时候能把管道、阀门甚至设备本身都冲坏。但水锤效应并不只有危害，它也有一个非常典型的正向应用，那就是水锤泵。水锤泵就是故意制造水锤效应，用这一下突然升高的压力，把水往更高的地方顶上去， 也就是把原本危险的水锤冲击变成免费可利用的增压动力。但是水锤泵通常要放在有一定落差的流水下游，靠水自己流进来。当水流到一定速度，阀门被水流猛的冲壁，管道里立刻产生水锤效应。 高压波把一部分水挤进旁边的高压腔和出水管里，送到更高的位置，压力消散后，阀门又会自动打开，水再流进来。如 如此周而复始，所以他不用电不烧油，就能把滴处的水一点一点打上高处。这是水锤效应一个非常巧妙的正向利用。所以总体看下来，水锤是流速突然变化引起的压力波，空化是压力过低先长出气泡，在塌陷，在这个过程中产生积波和微射流，把金属表面一点点啃掉， 对局部金属表面的长期损伤往往更大一些。山阴县科学技术协会科创山阴。

水锤效应使当打开的泵或者阀门突然关闭，水流对泵阀及管壁会产生一个压力，由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下 迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水力学当中的水锤效应，也就是正水锤，在水力管道建设中都要考虑这一因素。相反，关闭的泵阀在突然打开后也会产生水锤，叫副水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。

别眨眼，带你感受一下科学的力量。在白纸上按个手印，接着往杯子里倒少许的碘伏，用纸巾将碘伏涂抹均匀，倒扣放在指纹处，用吹风机对着杯子不停的加热，指纹渐渐的显现出来，你成功掌握了指纹提取术。 往四个杯子中的三个里面倒入不同高度的水，如何平均分配到四个杯子里面，只需往中间分别放上一节吸管， 你将看到水分配到各个杯子里面，这就是水的虹吸现象。瓶中装有三分之一的水，再把捡来的石头丢进瓶中，一直丢一直丢，即使把瓶子填满了，水都没有漏出来。请你来告诉我乌鸦是怎么喝到水的。往杯子里倒入适量白醋，把鸡蛋放进去，让它洗两天澡， 再把鸡蛋取出，用牙刷洗洗表面，它就变成 q 弹的皮蛋了。把正方形吸管框架沾点肥皂水形成了一个泡泡膜，放上一根浸湿的棉线，用竹签一搓，形成了一个空心圆， 这就是水的表面张力。往杯子里倒点食用油，再倒点清水，滴几滴红色色素，把三颗泡腾片进去，等待一会，就可以看见美丽的海底火山不断的喷发。在蓝色箭头的前方放一个玻璃杯，往杯里不停的倒水， 你会发现箭头竟然神奇的掉转的方向，这就是光的照射。在磁铁下放根火柴，把一瓶饮料挂在火柴上，用一根火柴撑开绳子，形成三角形， 另一根火柴放在火柴中间连接。拿走桌子上的磁铁，饮料居然能平衡挂在桌子上，这就是平衡杠杆的原理。往杯中倒入孩子爱喝的饮料，把洗脸巾放入饮料里，不停的搅拌，色素慢慢被吸附，看完还敢让孩子喝饮料吗？ 往沙子上倒些许酒精，撒上白糖与苏打的混合物，点燃它，一条古老而神秘的法老之蛇，被你神奇的召唤出来了。用锤子敲击空瓶的瓶口，瓶子没有什么变化，只需给瓶子里加点水，再次敲击，瓶子就被敲碎了，这就是著名的水锤效应。 往可乐里倒入喝剩下的牛奶，拧紧瓶盖，静置两个小时，可乐竟然变透明了，你知道这是为什么吗？ 用筷子提起一个苹果，用锤子向下敲击筷子，苹果竟然在不断的往上爬，这就是惯性与摩擦力的作用。带孩子玩虚拟的手机游戏，不如带他做这些真实的科学小实验！

从小热爱科学的孩子，玩水的样子都与众不同。把充了气的气球压在水缸里，用竹签刺破，可以模拟出蘑菇云爆炸的样子。 往圆形杯子里倒水，燃烧的蜡烛不仅不会熄灭，反而会神奇变大。这是水杯形成凸透镜，呈放大石像的原理。 如何以最快速度倒出一瓶装满的水？只需倒水前旋转几下，瓶子形成水龙卷风通道，就能节省一半时间。对着一根空吸管的一端猛吹一口气，你会发现空吸管也能将水引流到另一个杯子里。 这是利用水锤效应引出的虹吸现象。在空瓶的瓶口套个气球，瓶子放进热水中，气球会膨胀，然而放入冰水中却泄气了， 这就是热胀冷缩。原本能够漂浮起来的乒乓球，把它放在水瓶底部，不停的向瓶子里加水，乒乓球却无法漂浮起来了，这体现了水的浮力与压力。 四个杯子中三个装了不同分量的水，用装了水的弯折吸管架在杯子与杯子中间，水会自动平均分配。这是水的虹吸原理。 往杯子里倒水，当水位低于吸管的时候，无事发生。接着把杯子里的水倒满，你会发现水会从吸管流出来，就连之前储存的都流出来了。这是水的虹吸现象与公道杯的原理。我伤害了杯子，杯子却怪水没有保护好它。水说，你心里若是装满了，我又怎么会受伤？ 在一枚硬币上用滴管不断滴水，看似要一出，却能滴入很多。这是液体的表面张力，作用在装满水的的瓶口盖章卫生纸 打湿后撕去多余部分。你敢相信吗？一张薄薄的卫生纸，竟然能牢牢封印住一大瓶水！在装满水的气球上贴几块胶带，中间用小刀戳破气球，不仅没有瞬间爆破， 还会形成仿佛静止的水柱。这是著名的层流现象。把装了半瓶水的口服液瓶子倒着，放进装满水的大饮料瓶中， 拧紧瓶盖后挤压大瓶，可控制小瓶下沉与上浮。这就是潜水艇的工作的原理。用记号笔在盘子里画出几种海洋生物的形状，再往盘子里倒水，小动物会在水里神奇动起来。 这是水的表面张力作用。让孩子玩虚拟的手机游戏，不如陪他玩这些真实的科学百科实验，在玩中增长知识，提前打下数理化基础。