停泵水锤及其防护 (平装)

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出版者:中国建筑工业出版社
作者:金锥
出品人:
页数:526 页
译者:
出版时间:1993年02月
价格:7.8
装帧:平装
isbn号码:9787112018246
丛书系列:
图书标签:
  • 水锤
  • 水力
  • 管道
  • 流体机械
  • 防护
  • 工程
  • 机械
  • 水利
  • 平装
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具体描述

《停泵水锤及其防护》是由中国建筑工业出版社出版的。

激荡的洪流:静止中的力量与无声的威胁 在浩瀚的水利工程领域,每一次流畅的输送都依赖于精密的设计与严谨的控制。然而,在某些看似平稳的运行背后,潜藏着一股不容忽视的巨大力量——水锤。尤其当泵站的机械心脏骤然停止,那原本循序奔腾的液体会瞬间改变路径,如同被束缚的巨兽挣脱缰绳,产生剧烈的压力波动,这就是“停泵水锤”。这种突如其来的冲击,不仅仅是简单的水流中断,更可能对整个水工系统造成灾难性的破坏,从管道的爆裂、阀门的损坏,到水泵本身的结构性损伤,其破坏力不容小觑。 本书将带领读者深入探索停泵水锤这一复杂而关键的流体力学现象。我们并非旨在呈现一个静态的理论模型,而是希望勾勒出一幅动态的、充满挑战的工程图景。在这里,水的惯性、弹性以及管道系统的特性交织在一起,共同谱写着一场关于能量释放的“危机交响曲”。我们将从最基础的物理原理出发,解析停泵水锤产生的根本原因。当离心泵突然停运,叶轮的转速迅速下降,原本由泵提供的推力消失,但管道内高速流动的液体并不会立即停滞。由于水的不可压缩性以及管道壁的弹性,流体惯性会驱动液体继续向前流动,形成局部低压区。紧接着,由于压力差,上游的高压水流会回流,与向前流动的残余水流发生碰撞,这种碰撞并非温柔的接触,而是能量的剧烈释放,从而产生高压冲击波,沿着管道向泵站方向传播。这个过程如同在狭窄空间里突然捏紧拳头,产生的力量是瞬间而强大的。 理解停泵水锤的形成机理,是解决问题的起点。我们将详细剖析影响水锤强度的关键因素。泵的停运方式(例如是突然断电,还是紧急制动)对水锤的发生有着决定性的影响。转速下降的速度越快,水锤的压力峰值就越高。同时,管道的长度、直径、材质以及其内部的流速,都扮演着举足轻重的角色。长而细的管道更容易积累动能,一旦发生水锤,能量释放的范围和强度都会随之增加。此外,管道内水的充盈度、空气的存在与否,甚至管道系统的连接方式,都可能成为影响水锤特性的微妙变量。我们还将探讨系统中可能存在的“共振”现象,当水锤的冲击频率与管道系统的固有振动频率相近时,产生的破坏力将成倍增加,后果不堪设想。 然而,单纯的理论分析不足以应对工程实践中的复杂挑战。本书的重点在于,如何将理论知识转化为切实有效的防护措施。我们将系统地介绍各种先进的水锤防护技术。首先,从源头控制是关键。合理选择泵的类型和功率,优化泵的启动和停运程序,例如采用缓停措施,如利用飞轮的惯性或设置反向电机驱动,减缓泵的减速过程,从而降低停泵水锤的发生概率。 其次,泄放和缓冲装置是应对突发水锤的重要屏障。我们将详细介绍泄压阀、安全阀等设备的工作原理及其在水锤防护中的应用。当管道内压力异常升高时,这些阀门能够及时打开,将过高的压力释放出去,从而避免管道破裂。此外,储水罐、调压塔、膨胀水缸等缓冲装置,能够吸收部分冲击能量,起到“减震器”的作用,显著降低水锤对系统的破坏。这些装置的设计,需要精确计算其容积、高度等参数,以达到最佳的吸能效果。 再者,管道系统的优化设计本身就是一道重要的防线。例如,合理设置排气阀,能够及时排出管道内的空气,防止空气与水的混合形成的“气囊”效应,以及空气栓塞现象,这些都会加剧水锤的复杂性。合理的管道连接方式,避免急弯和突变,也能在一定程度上减缓水流速度的变化。材料的选择也至关重要,选用具有良好弹性和抗压强度的管道材料,能够更好地承受水锤带来的压力。 除了上述硬件防护措施,软件控制和监测技术也日益发挥着不可或缺的作用。智能化的水泵控制系统,能够实时监测管道压力、流量、泵的转速等关键参数。一旦检测到异常情况,系统能够自动采取预设的防护措施,例如立即打开泄压阀,或启动备用泵,迅速恢复系统的稳定运行。本书将探讨这些先进的监测和控制技术,以及它们在预防和应对停泵水锤中的实际应用案例。 本书的价值不仅在于理论的深度,更在于其强烈的实践导向。我们将结合大量真实工程案例,深入剖析不同类型的水工系统,如供水管网、灌溉系统、水力发电站等,在停泵水锤防护方面的成功经验与失败教训。通过对这些案例的分析,读者能够更直观地理解理论知识的应用,学习如何在复杂多变的工程环境中,选择最合适的防护方案。例如,在城市供水系统中,保障连续供水是首要任务,因此需要设计完善的应急预案和快速反应机制;而在水力发电站,保护发电机的安全运行则至关重要,需要更为严苛的水锤控制措施。 本书的结构将力求严谨而清晰,从基础理论的铺垫,到技术细节的深入,再到实际应用的剖析,层层递进,环环相扣。我们希望通过详实的阐述和图文并茂的呈现,为从事水利工程设计、施工、运行和管理的人员,提供一本不可或缺的参考手册。无论您是初涉此领域的年轻工程师,还是经验丰富的行业专家,本书都将为您揭示停泵水锤的奥秘,指引您掌握应对这一挑战的有效策略,确保水流的每一次律动,都安全、稳定、可靠。 水,是大自然的馈赠,是文明的血脉。而我们,作为水利的建设者,肩负着守护这生命之源的重任。理解并有效应对停泵水锤,是我们为这份重任增添的一份坚实保障。本书的出版,正是为了更好地服务于这一使命,为推动水利事业的健康发展贡献一份绵薄之力。让我们一同深入探索,如何将静止中的力量转化为源源不断的活力,如何化解那无声的威胁,让水流在更安全的轨道上,永远奔腾不息。

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读后感

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用户评价

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这部书的封面设计简洁明快,黑白相间的色调给人一种严谨、专业的印象,尤其适合水利工程、机械设计等领域的从业者。刚拿到手时,我就被它那种厚重感所吸引,那种扎实的质感让人觉得内容一定很充实。书本的装帧质量相当不错,即使是平装本,纸张的触感和印刷的清晰度也令人满意,长时间阅读下来眼睛不会感到疲劳。全书的排版布局考究,图文并茂的呈现方式,使得原本复杂的理论知识变得直观易懂。我特别欣赏作者在章节之间的逻辑衔接上所下的功夫,读起来行云流水,不会有突兀感。从目录上看,它涵盖了从基础原理到实际应用的诸多方面,为读者提供了一个系统的学习路径。这本书的定价也比较合理,考虑到其内容的深度和广度,绝对是一笔值得的投资。对于初入这个领域的读者来说,它提供了一个很好的入门框架;而对于资深工程师而言,其中对于细节的深入探讨,相信也能带来新的启发。总之,从物理形态到内容组织,这本书都体现出出版方对读者的尊重和对专业知识的敬畏。

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翻阅这本书,我最大的感受就是其内容的广博与精深兼具的特质。它并非那种浮于表面的科普读物,而是深入到了现象背后的力学本质。作者似乎对流体力学和材料科学有着极为深刻的洞察力,尤其是在阐述一些关键公式的推导过程时,逻辑链条异常清晰,每一步的假设和限制条件都交代得非常清楚。我尤其留意了其中关于瞬态流动的章节,里面详细分析了管道材质对系统响应的反馈作用,这一点在很多同类书籍中常被一带而过,但在这里却得到了细致的展开。那些穿插在文字间的工程实例,虽然没有详细到可以直接套用的程度,但其思路和方法论的示范意义极强,为我们在解决实际问题时提供了坚实的理论支撑。阅读过程中,我常常需要停下来,对照着自己的项目经验去反思,发现很多以前凭感觉处理的问题,现在都有了更为科学的解释。这本书的学术严谨性毋庸置疑,但它的语言风格又不失于晦涩难懂,作者努力在保持专业性的同时,力求用最精炼的语言传达最核心的信息,这一点非常难能可贵。

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这部著作对于理论与实践的结合把握得非常巧妙,它成功地架设了一座从实验室到施工现场的桥梁。我特别留意到作者在描述某项技术时,总会引用一些已经完成的项目作为案例分析,这些案例的描述详略得当,既展示了理论的成功应用,也坦诚地揭示了现场施工中可能遇到的各种“黑天鹅”事件以及后续的补救措施。这使得读者在学习理论的同时,能够对工程实施的复杂性和突发状况保持清醒的认识。全书的语言风格在保持专业性的同时,融入了一种沉稳的叙事感,仿佛在讲述一段段真实发生过的工程故事,而不是干巴巴的公式堆砌。对于我这样在现场摸爬滚打多年的技术人员来说,这种带有“实战经验”的论述方式,比纯粹的学术论文更具亲和力和说服力。它教会我的,是如何在理论的指导下,灵活应变,最终确保工程的安全与高效运行。

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这本书的结构安排简直是教科书级别的典范,它似乎是为解决实际工程中的“痛点”而量身打造的。我个人最欣赏的是它对不同工况下的系统辨识与建模方法的区分论述。比如,在处理大型输水网络与小型工业循环系统时,作者分别推荐了不同的数学模型和求解算法,并清晰地指出了各自的适用范围和局限性。这种“对症下药”式的讲解,极大地提升了该书的实操价值。此外,书中对“数值模拟”这块内容的介绍也十分到位,它不仅仅是罗列了常用的有限元或有限差分方法,更重要的是探讨了在求解非线性动力学问题时,如何选择合适的时间步长和空间网格密度,以确保计算结果的稳定性和精度。对于一个需要进行复杂水力瞬变分析的工程师来说,这部分内容简直是如获至宝。阅读这本书,就像是请了一位经验丰富、诲人不倦的导师在身边随时指导,每当你对某个环节产生疑问时,总能很快在后续的篇章中找到解答的线索。

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我一直觉得,好的技术书籍不仅要传授知识,更要传递一种解决问题的思维方式。这部作品在这方面做得极为出色。它不满足于告诉我们“是什么”和“为什么”,更侧重于“怎么办”。例如,在讨论阻尼措施的设计时,书中不仅详细介绍了缓冲罐和快速阀等传统手段的原理,还引入了一些更具创新性的被动控制策略,并对这些策略的成本效益进行了定性分析。这种多维度的比较视角,培养了读者在工程决策时必须全面权衡利弊的习惯。另外,书中对于“不确定性”的探讨也令人印象深刻。作者承认工程世界充满了不确定性,并据此提出了在设计裕度取值时应遵循的原则,这比那种“一刀切”的安全系数规定要高明得多。读完这本书,我感觉自己看待工程问题的视野开阔了许多,不再局限于单一学科的束缚,而是能够从系统工程的角度去审视和优化设计方案。

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