在有壓管路中由于水不可壓縮的固有屬性，因某種外界原因（如閥門突然關(guān)閉、水泵機組突然停車）使水的流速突然發(fā)生變化，從而引起水擊，這種水力現(xiàn)象稱為水擊或水錘。由于水錘的產(chǎn)生，使得管道中壓力急劇增大至超過正常壓力的幾倍甚至十幾倍，其危害很大，會引起管道的破裂，影響生產(chǎn)和生活。瞬態(tài)壓力過高，將引起管子的破裂，反之，瞬態(tài)壓力過低又會導(dǎo)致管子的癟塌，還會損壞閥門和固定件。國際水協(xié)(IWA) 2010年提出：水錘是導(dǎo)致供水管網(wǎng)老化和損壞的主要原因，并最終產(chǎn)生爆管。長距離調(diào)水工程70-80%的安全問題是由水錘引發(fā)的。水錘總是從管道薄弱處最先開始產(chǎn)生破壞，控制水錘可以大大減少甚至消除上述問題。
株洲南方閥門股份有限公司湘潭分公司效果圖
世界級水力實驗室示意圖
猶他州立大學(xué)（URWL）和法國南斯（CETIM Nantes）擁有可獲得令人印象深刻的流量并且最大口徑也很大。大多數(shù)實驗室專注于管線中多相油氣流而不是閥門或其他組件。前兩個實驗室被認(rèn)為是水工業(yè)最大且最重要的實驗室。荷蘭三角洲研究院調(diào)研了16家世界領(lǐng)先閥門廠家，新的水力實驗室從規(guī)劃設(shè)計開始就和世界領(lǐng)先廠家中區(qū)別開來。
世界級水力實驗室包括(無阻尼)止回閥動態(tài)特性實驗裝置、空氣閥實驗裝置、控制閥穩(wěn)態(tài)實驗裝置、R&D研發(fā)裝置、流量計標(biāo)定裝置、系統(tǒng)控制平臺等。止回閥口徑是確定世界級裝置的主要參數(shù)，閥門的動態(tài)特性取決于閥門尺寸，更大口徑的閥門閥板更重、行程更長，更可能產(chǎn)生更高的逆流速度，并沒有可用的數(shù)據(jù)來預(yù)測具體尺寸的影響。口徑越大，裝置就越獨特。控制閥穩(wěn)態(tài)實驗裝置從閥門廠家的調(diào)研中，了解到他們的試驗臺多數(shù)是DN200口徑，并且應(yīng)用理論和CFD對大口徑閥門進(jìn)行模型比例推演放大。這主要是對流量特性的評判，但是目前為止對扭矩測量的比較少，且對噪聲和空化試驗的更少。R&D研發(fā)裝置世界上可比較的裝置是比較獨特的，因為它們有明顯的高度和很大的管道口徑或者因為它們很長并可以處理所有種類的（2D）管線結(jié)構(gòu)。荷蘭三角洲研究院在CAPWAT研發(fā)項目中顯示的結(jié)果，有口徑為DN200的管道和閥門，尤其是兩相流，比例縮放效果可以得到緩解。但是，建議使用DN300的口徑，也建議驗證是否有比例縮放效果。如此，便可達(dá)到世界領(lǐng)先地位。壓力瞬態(tài)環(huán)路的長度（1600m或甚至2000m）可以允許更加實際的閥門關(guān)閉時間，也仍可以足夠快地得到完整的茹科夫斯基水錘。如此長的長度同樣有利于制定實際比例中的滲漏探測方法和規(guī)定。水塔的建設(shè)有其優(yōu)勢，因為它使得R&D試驗裝置的管線輪廓圖在局部有了一個非常高的高點。這樣就可以研究空化效果，和與壓力瞬態(tài)試驗環(huán)路組合為一個試驗環(huán)路來研究充水和起始流量研究。水力實驗室系統(tǒng)控制平臺，將用于演示系統(tǒng)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)采集和計算模型模擬值之間的聯(lián)系。這將極大地有助于讓客戶和參訪者體驗與理解輸配水管網(wǎng)水錘防護(hù)方案。將以上裝置組合起來放在一個實驗室中，展示了可以試驗和分析組件（閥門、止回閥和空氣閥）與管線系統(tǒng)間相互作用的可能性。
世界級水力實驗室研究方向：
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管網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)與壓力流量模型互饋機制研究。
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基于壓力脈動控制的泵管閥耦合作用機制及管網(wǎng)疲勞漏損特性研究。
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基于大數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)的經(jīng)驗水力模型研究。
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水系統(tǒng)智能管網(wǎng)綠色發(fā)展指標(biāo)體系研究
目前，株洲南方閥門股份有限公司湘潭分公司世界級水力實驗室在緊張建設(shè)中，歡迎各領(lǐng)導(dǎo)專家能蒞臨指導(dǎo)。
