式中 △P--水擊時，管內(nèi)最大壓力增加值，MPa；
???? V--穩(wěn)定運行時上水管內(nèi)的速度，m/s;
???? g--重力加速度，g=9.8 m/s2；
???? C--水擊波在管中的傳播速度，m/s。
2.3間接水擊時壓力增加值
???? 間接水壩時，壓力增加值可由下式
△Pz=2VL/100gtc
式中 △Pz--間接水擊時管內(nèi)壓力增加值，MPa；
???? tc--止回閥的關閉時間，s。
2.4 兩種水擊的壓力增加值的比較
???? 兩種水擊的壓力增加值之比值為：
△P/△Pz= CV/100g/2VL/100gtc=Ctc/2L
由于正常開、閉泵站時，閘閥的開、閉都是很緩慢，關閉時間tc>5s，直接水擊將遠大于間接水擊，所以在泵站設計時便多是考慮突然停電時上水管道中的直接水擊對管道和設備的破壞。
3避免水擊破壞的防護措施
?? 根據(jù)以計算式及現(xiàn)正運行的泵站經(jīng)驗，從中找到解決水擊破壞的防護措施的途徑。
3.1 降低管中水流速度
???? 從分析表中可發(fā)現(xiàn)兩種管材水擊的壓力增加值都與速度成正比。為降低水擊壓力，必須降低水流速度。但速度過小，管徑增加，基建投資將增多，污物也易沉積在管壁上，若增大速度，可減小基建投資，但水頭損失過大且易產(chǎn)生水擊，增加維護費用，綜合多個農(nóng)村飲水安全工程點運行實踐，管內(nèi)流速應控制在1.0-1.5m/s左右較為合理。
3.2盡量避免直接水擊
???? 延緩管路閘閥的開、閉時間，離心式水泵應在電機達到額定轉速后逐漸打開閘閥，停泵時，也應逐漸關閉閘閥后再停電機，只要操作程序正確，使開、停閘閥時間大于水擊波的相長，就可避免開、停泵時發(fā)生直接水擊。
3.3降低上水管路中的靜壓力
???? 水擊時，管內(nèi)最大壓力包括水擊產(chǎn)生的壓力增加值和靜水壓力兩部分。為此可在水泵出口閘閥后面的管路中部多安裝一個止回閥。管路中部加裝止回閥后，不僅使每個止回閥承受的靜壓力降低一半，還使相長縮短為L/C。而用水力學公式△h=(L/g)(dv/dt),水擊時L減小使得△h減小，從而避免水擊時，降底總管內(nèi)壓力強度。
3.4 提高上水管裝置的強度
???? 為避免水擊破壞，發(fā)生直接水擊時，管內(nèi)最大壓力應小于系統(tǒng)中各部分允許工作壓力的最小值，即CV/100g+Pj<min{P}此外上水管支鎮(zhèn)墩也應考慮水擊而增大的壓力。
3.5使用新型多功能控制閥
???? 新型多功能控制閥可同時替代閘閥、止回閥和水擊消除器，并能自動實現(xiàn)開泵時的緩開，停泵時的緩閉，有效地避免水擊。
3.6改用彈性模數(shù)E較小的管材
???? 改用彈模數(shù)較小的管材，如現(xiàn)在較常用的PE管，其設計壓力從0.6-1.25MPa 較為常用，壓力1.6MPa的PE管技術已很成熟，能代替鋼管使用且滿足設計要求。參考水擊計算對比分析表，鋼材E＝2.06×1011Pa,PE管材E=9.5×108Pa，PE管材的E比鋼材小200倍，由C=1424/(1+(E0d)/(E&))0.5知道，E變小便有C變小，從而使得直接水擊變小。
3.7 在止回閥前加裝空氣柱
???? 在止回閥前加裝空氣柱后，該氣柱在水擊產(chǎn)生時的壓縮區(qū)，由于空氣的壓縮使壓力得到一定的減緩。相當在止回閥前加了一段彈性模數(shù)E較小的材料，從而得以減小水擊的壓力。
4水擊防護總結
???? 在進行高揚程泵站設計時，必須考慮水擊問題，要合理選擇水流速度，提水裝置中各部件的強度應保證發(fā)生直接水擊時不至被毀壞，延緩開、閉閘閥的時間，在上水管路的中部設置止回閥或采用新型多功能控制閥。合理使用管材，可以一種措施或幾種措施并用力求讓水擊壓力在可控的設計范圍內(nèi)。
參考文獻：
《水力學》劉潤生、何建京、王忖 等編著 河海大學出版社
《礦井排水裝置運行與選擇設計》白銘聲著煤炭工業(yè)出版社
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