管道中的水击
(1)水击现象水击又称水锤，它是压力流管道中由于某种原因(如阀门启闭、水泵停运等)使水流速度突然变化而引起的压强大幅度波动的一种现象。水击引起的压强升高，可能达管道正常工作压强的几倍甚至几百倍，具有极大的破坏性，可导致管道系统强 烈振动、噪声，造成阀门破坏，甚至管道爆裂等事故。
兹以水管末端阀门突然关闭为例，说明水击发生的原因：
设阀门关闭前流速(恒定流动)为vo, 假定沿程各断面的压强相等(忽略沿程损失),以po表示，则各断面的压强水头均为阀门突然关闭时，紧靠阀门的水流突然停止流动(vo=0);根据质点系的动量定理，该段水动量的变化，等于外力的冲量，这个外力是阀门的作用力。因外力作用，水的应力(即压强)增至po+△p, 增高的压强△p称为水击压强。
很高的水击压强△p,使停止流动的水层压缩，管壁膨胀；后面的水层要在进占前面一层因体积压缩、管壁膨胀而余出的空间后才停止流动；同时压强增高，体积压缩，管壁 膨胀，如此持续向管道进口传播。由此可见，阀门瞬时关闭，管中的水并不是在同一时刻停止流动，压强也并不是在同一时刻增高△p,而是以波的形式由阀门断面处传向管道进口。
水击波的传播过程
水击以波的形式传播，称为水击波。水击波的典型传播过程可分为四个阶段：
1)第一阶段(L—管道长度；c—水击波的传播速度):增压波从阀门向管道进口传播。
设阀门在t=0时瞬时关闭，增压波从阀门向管道进口传播，波到之处水流停止流动，压强增至p0+△p;未传到之处，水流仍以v0流动，压强为p0。如以c表示水击波的传播速度，在1-L/c时，水击波传到管道进口，全管压强均为p0+△p,处于增压状态。
2)第二阶段减压波从管道进口向阀门传播。
时 间t=L/c(第一阶段末，第二阶段开始),管内压强p0+△p大于进口外侧静水压强p0,在压强差△p作用下，管道内紧靠进口的水流以流度—v0(负号表示与原流动方向相反)向回倒流。同时，压强恢复为p0,从而又与管内相邻的水体出现压强差；这个过程相当于第一阶段的反射波，在t=2L/c时，减压波传至阀门断面处，全管压强为p0,恢复原来状态。
3)第三阶段减压波从阀门向管道进口传播。
时间t=2L/c, 因惯性作用，水继续倒流，因阀门处无水补充，紧靠阀门处的水停止流动，流速由-v0变为零，同时压强降低△p,随之后续各层相继停止流动，流速由-z0变为零，压强降低△p。在t=3L/c,减压波传至管道进口，全管压强为p0-△p,处于减压状态。
4)第四阶段增压波从管道进口向阀门传播。
时间t=3L/c,管道进口外侧静水压强p0大于管内压强 p0—△p,在压强差△p作用下，水以速度vw向管内流动，压强自进口起逐层恢复为p0。在t=4L/c时，增压波传至阀门断面处，全管压强为p0,恢复为阀门关闭前的状态。此时因惯性作用，水继续以流速v0流动，受到阀门阻止，于是与第一阶段开始时，阀门瞬时关闭的情况相同，发生增压波从阀门向管道进口传播，重复上述四个阶段。
至此，水击波的传播完成了一个周期。在一个周期内，水击波由阀门传到进口，再由进口传到阀门，共往返两次，往返一次所需时间t=2L/c称为相或相长。
由于实际管道中总存在阻力，所以，水击波在传播过程中，能量不断损失，水击压强迅速衰减。
防止水击危害的措施
1)限制水流速度：水击压强的大小，与水流速度成正比。降低流速，可减小水击压强。因此，水管中的水流速度，一般应限制在v<3m/s。
2)控制阀门的启、闭时间：控制阀门的启、闭时间，可以避免直接水击，也可降低间接水击压强。
3)缩短管道长度：缩短管道长度，即缩短了水击波的相长，可使直接水击变为间接水击；也可降低间接水击压强。
4)采用弹性模量较小的管材：采用弹性模量较小的管材，使水击波的传播速度减缓，
从而降低直接水击压强。
5)设置安全阀：利用安全阀，作为水击过载保护。
