铯与水反应现象综述
铯与水反应现象综述
铯能与水发生剧烈的反应，如果把铯放进盛有水的水槽中，马上就会爆炸，所以做反应时一定要小心。甚至和温度低到-116℃的冰均可发生猛烈反应产生氢气、氢氧化铯，生成的氢氧化铯是氢氧化碱中碱性最强的。
和钠相比较，密度比水大，沉于水底；
化学性质十分活泼，与水反应剧烈，放出大量氢气。
放热反应，如果有在烧杯中反应，烧杯会非常烫
一般而言，直接爆炸。
最温和的情况应该是和冰反应，也会着起来。
发生化合价归中反应，即CsH中-1价的H和水中一个+1价的H都转化为O价，生成一个H2。
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CsH + H2O = CsOH + H2↑
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钠与水反应教学设计
《钠与水反应》教学设计 龙江容 一教学内容 1．课标中的内容 本节课是高一《化学·必修1》专题二——从海水中获得的化学物质的第二单元教学内容中的一部分，第一课时《金属钠的性质与应用》的学习。“钠”是《金属及化合物》这一章的第一节课内容，也是高中化学教材中《金属的化学性质》的第一节，这一节课内容不难理解，主要是记忆，增强活泼金属还原性的理解，对金属镁和金属铝的学习打下铺垫，处理好此课的内容，对整个《元素及化合物》的教学有着深远影响。 2．教材中的内容 1、金属知识也是无机化学中很重要的元素化合物知识。在初中，我们学习了部分金属单质及其化合物的知识，初中介绍的金属主要是铝、铁和铜，金属的性质以物理性质为主，化学性质只提及铝、铁与氧的反应，同时介绍了金属活动性顺序，使学生初步了解金属与酸或盐溶液反应的规律。本章没有过多的重复初中学过的知识，而是在初中介绍的金属的基础上，进一步提高和深化。 2、本节课是高中化学关于金属元素单质的第一节课，钠是一种典型的金属元素，也是高中阶段学习的第一种金属元素，学习本节内容对以后其他金属的学习有指导作用。这也突出了本节课的重要性。 二教学对象分析 1．分析学生已有的认知水平和能力基础 （1）在前面学生已学习了氧化还原反应理论，初步建立了从物质类别和化合价角度去分析理解物质的化学性质的方法基础。 （2）通过前面实验的探究教学，对本节教材中的钠与水的反应实验能进行简单的探究，并能对产生现象的原因进行初步的分析。 2．分析学生学习本课可能遇到的困难和问题 （1）学生观察能力不足，对实验现象的观察不全面。 （2）表达能力不足，对实验现象的描述和现象的解释可能会辞不达意。 （3）知识迁移运用能力、发散思维能力还有待提高，解决实际问题的意识和能力不足。
浅析管道水击及防范措施
浅析管道水击及防范措施 摘要：管道在运行时,由于突然停电或停泵,使管道中的流速和动量发生急剧变化,而发生水击或水锤现象, 水击可导致管道系统的强烈震动，对管道系统造成影响或破坏，甚至危及设备和人身的安全。因此，火力发电厂汽水管道如果管道发生水击，会直接影响了汽水系统的安全运行，对电厂的安全生产构成严重威胁。 热力管道系统是火力发电厂的生命线，如何保证汽水管道的安全稳定运行，对水击现象进行了分析和探讨,提出了预防管道系统水击的方法和措施,防止水击现象发生，对电厂的安全生产和经济运行有着重要意义。 一、常见汽水管道水击现象 1、蒸汽管道水击现象及其特征 在热力发电厂中水击现象最容易在蒸汽管道中发生，主要集中在主再热蒸汽管道、抽汽管道、汽封管道、高低加疏水管道等，而蒸汽管道产生水击通常是以下几种状态比较普遍： （1）蒸汽管道由冷态备用状态投入运行，因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足；或是管道疏水未开启、不畅或疏水管堵塞时，管道比较容易发生水击。 （2）汽轮机或锅炉负荷增加速度过快，或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道。 （3）运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道将发生水击。 蒸汽管道在以上状态下发生水击现象时，主要表现的特征是： （1）管道系统会发生振动，管道、支（吊）架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈。 （2）是管道内发出刺耳的声响，但不同情况下的水击时发出的声响各有特点，如投运时暖管或疏水不足的管道多阶段性地发出“咚咚”的声响；而蒸汽带水进入管道则多发出类似空袭警报声的连续啸叫声；停运后的蒸汽管道如前述发生水击时多阶段性的发出如金属敲击般的尖锐声响。 （3）管道系统在蒸汽带水进入管道时，如管道系统有法兰连接情况下，在管道的法兰结合处容易发生冒汽现象，水击严重时，法兰垫被冲坏致使大量漏汽。 2、水管道水击现象及其特征 火力发电厂主要的水管道如给水管道、除盐水管道、凝结水管道、循环水管道一般比
水击计算
水击计算 当发生水击现象时，根据流体力学原理，压力管道中任一点的流速和压力不仅与该点的位置有关，而且与时间有关，这一不稳定状态将持续过渡到下一个稳定状态。 设在水平管内取出一段流体，在时间段△t 内，水击波从流体的一边传递到另一边。水击波传播速度为a ，所以流体长度为△L= a △t 。设原有的流速为V 0，水击波通过后的流速为V 0 –△V ，流速变化值为△V 。压强也从原有的γH 增大到 γ(H+△H)，同时流体密度和管道断面都有相应的变化。 根据冲量变化应等于动量变化的原理，即 △ p △t = m △V [(γ+△γ)( H+△H)( A+△A)－γHA] △t = ()g γγ?+( A+△A) △L △V 忽略二阶微量，并且t L ?? = a ，得： △H + H A A ? = g a △V 再忽略管道断面的变化，得出水击压头的增值为： △H = g a △V = g a (V 0 –V) 式中：△H —— 水击压头 ，m ； a —— 水击波速 ，m/s ； V 0 —— 起始流速 ，0.91m/s ； V —— 终了流速 ，0m/s ； A —— 管内截面积，m 2 ； γ —— 流体的容重，kg/m 2. S 2； g —— 重力加速度 ，9.81m/s 2 。 再根据连续方程，求得水击波速为： a = Ee KD K +1ρ 式中： a —— 水击波速 ，m/s ； K —— 介质的体积弹性模量，1242MPa ； ρ —— 介质密度 ，856kg/m 3 ； D —— 管道内径 ， 0.208m ； e —— 管壁厚度 ，0.0052m ； E —— 管材的弹性模量，2.5×105MPa 。 a 约为 1100m/s 。
(完整word版)金属钠与水的反应教案
金属钠与水的反应教学设计 学院化学学院专业化学（师范） 学号20120513035 姓名张雪琴 实习学校重庆一中指导教师许应华 人教版必修一第三章第一节第2课时授课教师:张雪琴 教材分析 金属钠与水的反应选自人教版高中化学必修一第三章第一节第2课时的内容.本节紧承上一课时金属钠与氧气的反应，深入分析金属钠与水的反应。其安排在氧化还原反应之后，可对氧化还原反应的知识做进一步巩固；并且本节学习中所用到的许观察法、实验法等也是学习元素化合物知识的重要方法。在本章节中，学生初步尝试运用科学探究方法探索物质的化学性质，培养学生透过现象探究本质的科学思维，这种学习过程和方法也为后一章非金属及其化合物的学习打下基础。 教学目标 1.知识与技能目标： （1）进一步认识钠是一种很活泼的金属，能与水发生反应。 （2）能描述钠与水反应的实验现象，掌握钠与水反应的方程式。 2、过程与方法目标： （1）通过“滴水生火的魔术”的导入激发学习金属钠与水的反应的兴趣，通过动手切割金属钠以及将钠块投入水中观察实验现象的过程，学会观察、描绘、分析、归纳总结实验现象的能力。
(2）通过对钠与水反应的化学反应方程式的书写，初步学会从宏观物质到化学符号再到微观世界的“三重表征”的思维方式。 (3）通过对“滴水生火”的魔术的解释以及生产中钠爆炸的实例分析感受学习金属钠与水反应的重要性。 3、情感态度价值观目标： (1）通过奇妙的化学实验的操作（如钠的切割）和精彩的化学实验现象（如钠与水的反应）感受化学世界的美妙变化，激发学生学习兴趣。 （2）通过解释“滴水生火”魔术感受钠与水反应的学习价值，初步体会化学与生活的关系，注意理论联系实际，增强安全意识。 教学重难点 教学重点：钠与水反应实验现象的观察和描述。 教学难点：钠与水反应实验现象产生的原因。 课程类型：学科课程 教学方法与手段 运用讲授法、多媒体教学法等多种教学手段共同使用。
什么叫作水击
１．什么叫作水击？ ２．水击时伴随什么样的现象？ ３．在收发油作业过程式中，有那些操作会引起水击？ ４．给生产和设备带来什么样的危害？ ５．防止和减少水击有哪些措施方法？ ２．1 水击及其危害 水击是压力管道中一种重要的非恒定流。当压力管道中的流速因外界原因而发生急剧变化时，引起液体内部压强迅速交替升降的现象，这种交替升降的压强作用在管壁、阀门或其他管路元件上好像锤击一样，称为水击。 水击引发的压强的升高或降低，有时会达到很大的数值，处理不当将导致管道系统发生强烈的震动，引起管道严重变形甚至爆裂。因此，在压力管道引水系统的设计中，必须进行水击压力计算，并研究防止和削弱水击作用的措施。 2 水击压力防护措施 为确保管道安全运行，除在设计中慎重考虑外，更应加强管理，制定和遵守严格操作规程。水击压力计算公式表明：影响水击压力的主要因素有阀门起闭时间、管道长度和管内流速，因此，可针对以上因素在管道工程设计和运行管理中采取以下措施来避免和减小水击危害。 （1）操作运行中应缓慢启闭闸门以延长闸门启闭时间，从而避免产生直接水击并可降低间接水击压力。 （2）由于水击压力与管内流速成正比，因此在设计中应控制管内流速不超过最大流速限制范围。但有时管道中的流量是一定的，管径一般由动能经济计算确定，减小流速意味着加大管径。用减小流速的办法降低水击压强，往往是不经济的，一般并不采用。 但在一定的条件下，例如适当的加大管径可以免设调压井时，采用这一措施可能是合理的。 （3）由于水击压力与管道长度成正比，因此在设计中可隔一定距离设置具有自由水面的调压井或安装安全阀和进排气阀，以缩短管道计算长度并消减水击压力。减压阀适用于引水管道较长和不担任调频任务的中小型水电站是比较经济的。但由于减压阀在电站机组增加负荷时不起作用，不能改善电站运行的稳定性，电站在变动小负荷（机组额定出力15％以下）时减压阀不动作，因而恶化了机组的速动性，这种一般采用调压井减小水击压强。 ３．水击压力计算公式 水击压头H=a?△V/g= a?(V0－V)/g 其中： V0－水击前的流速，米/秒 V－水击后的流速，米/秒 g－重力加速度，米/秒2 a－水击波传播速度，米/秒，与管径、壁厚、管道材质、管道弹性模量、介质密度、介质的体积弹性系数、管道的固定情况有关 可见，对输送某种介质的某条管道，水击压头的大小与水击时管道流速的变
金属钠与水的反应-教学设计
第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质 第2课时金属钠和水的反应 一、教学内容分析 本节课选自于人教版化学必修一第三章金属及其化合物第一节的第二课时：金属钠与水的反应。 本节课由四个部分组成，第一部分是复习初中学习中所认识的金属性质，引出高中要介绍的金属钠、铝、铁与氧气在不同的条件下的反应情况；第二部分介绍金属钠、铁和水的反应；第三部分介绍金属铝与氢氧化钠溶液的反应；最后则安排了“物质的量在化学方程式计算中的应用”等内容。 钠与水反应是金属化学性质中的重点，对其他金属与水反应的学习有指导启示作用，对其以后教学实验方案设计、操作方法、实验观察等有借鉴作用，所以教好、学好这节课对后续内容有很重要的意义。钠与水反应具有实验现象明显、学生易于总结等优点，采用实验探究法教学有利于强调实验对化学的重要性，同时也能够提高学生实验的观察能力和分析问题的能力，易于培养学生科学探究的精神。 二、学情分析 我所教4个班的学生已通过对前两章内容的学习，在化学的学习和化学实验探究方面已具有一定的基础、兴趣，特别是对前一课时的学习，既初步形成了根据金属活动顺序表分析金属单质化学性质的分类思维模式，又对本节课的实验操作、现象充满了期待。 三、教学目标 1、知识与技能 （1)了解钠与水反应的实质；（2）掌握钠与水反应的实验现象及解释。 2、过程与方法 （1）通过钠与水的反应发生条件及生成物的探究体验实验方法在化学研究中的作用， 认识到实验过程中控制实验条件的重要性。 (2)在归纳金属钠性质的过程中，体验分类、比较、归纳、概括等研究方法在学习和研究 物质性质过程中的应用，帮助学生逐步形成良好的学习方法和习惯。 3、情感态度与价值观 发展学生学习化学的兴趣，乐于探索金属性质的奥秘，体验科学探究过程中的艰辛与喜 悦，感受化学世界的奇妙与和谐。 四、教学重点：钠与水反应的化学方程式 五、教学难点：钠与水反应的现象及分析 六、教学方法：问题式教学法、实验法、小组讨论法、复习回顾法、练习法 七、教前准备：金属钠、塑料片、滤纸、洗瓶、烧杯、镊子、酚酞、硫酸铜溶液、多媒体课件。 八、教学过程 【知识回顾】上节课我们学习了金属与氧气等非金属的反应。例如钠与氧气在常温下生成白色的氧化钠，但在加热的情况下剧烈反应生成淡黄色的过氧化钠。今天，我们来进一步学习金属与水的反应。 【提问】初中我们已经初步学习过金属与酸的反应，哪些金属能与酸发生什么反应呢？
钠与水反应实验现象解释
钠与水反应实验现象和解释 1、金属钠和水反应的现象：浮、熔、游、响、红 即：金属钠浮在水面上、熔成闪亮的小球、四处游动、发出嘶嘶的响声、溶液变红（加酚酞） 众所周知，金属钠（钾）与水剧烈反应释放出氢气。反应产生的热，既可以使金属钠熔化（钠的熔点97.81℃），还可能使它在水面上着火燃烧。如果在教学演示中引导学生仔细观察，还可以发现一些现象细节，提出一些问题，启发学生自己加以分析和解释。例如，是什么原因使钠熔化成小球？是什么力量驱使钠球在水面上游动？在考查燃烧现象时还可以提出：是钠在着火燃烧，还是氢气在燃烧，抑或是两者同时在燃烧？是钠先燃烧，还是氢先燃烧，抑或有其他什么可能性？为什么在燃烧的同时常有叭叭或者嘶嘶作响的断续爆炸声？钠与水反应的过程中总有些烟雾状的白色物。有人问这白色物究竟是烟，还是雾，或是既有烟，又有雾等等。 2、钠球是怎么形成的：钠的密度比水小，熔点也仅为97.81℃。钠在水溶液中表现出极高的化学活性，与水反应时放出的热足以使它熔化。熔化的金属钠具有很大的表面张力（其他金属亦是如此）。这就是钠球形成的原因。 3、是什么力量驱使钠球在水面上游动：钠与水接触产生的氢气泡外逸时驱动着钠球游动。 实验一将饱和食盐水（增大密度）与1∶1的盐酸等体积相混和后注入500mL 烧杯中（2/3体积），然后放进一个鸡蛋。鸡蛋在这样的液体中是浮面的，反应生成的CO 2驱动着鸡蛋缓缓游动。 实验二用纱布把5－10颗锌粒固定在一只乒乓球表面，投入稀盐酸中，乒乓球在液面上漂游情况与钠在水面上游动情况，似乎一模一样。4、燃烧现象与爆炸过程分析 如前所述，漂浮在水面上的钠，在与水反应产生氢气的同时，尽管没有燃烧，那裸露在空气中的那部分钠，无疑会有较多的Na 2O 和少量Na 2O 2生成，并立即跟水反应生成NaOH。 最初2Na+2H 2O=2NaOH+H 2↑+热量、Na 溶化后4Na+O 2=2Na 2O+热量、（燃烧前）2Na 2O+O 2=2Na 2O 2（少量）＋热量、Na 2O+H 2O=2NaOH＋热量、2Na 2O 2+2H 2O=4NaOH+O 2↑+热量 以上均系放热反应。鉴于H 2的自燃点高达585℃，因此首先着火的不是H 2，而是Na 。 、在继Na 着火之后，立刻就是H 2被钠焰点着，呈现Na，H 2同时在空气中燃烧的 情况。 、 与此同时，Na 燃烧生成较多的Na 2O 2与水反应生成O 2 2Na 2O 2＋2H 2O=4NaOH＋O 2↑
管道的水击现象及其防护
管道的水击现象及其防护 摘要：水击是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。本文介绍了水击现象的定义、理论、形式和形成原因。概述了水击现象的危害并论述了管道水击的防护措施。 关键词：管道水击现象危害防护措施 1 水击现象 在日常生活中,我们碰到的水流不稳定现象很多。当我们快速关闭水龙头或关闭闸阀和水轮机导水叶时,在关闭过程中,随着阀门开度的减少,管道中的流速也逐渐减小,由于水流的动量快速变化,在闸阀的上游部分将产生压力升高;而在下游部分(如在尾水管中)产生压力降低。当开启阀门或水轮机导水叶时,管道中的流速逐渐增大,在导叶上游部分产生压力降低,而在其下游部分(如在尾水管中)产生压力升高。特别是在水电站或水泵站的有压引水系统中,通常用导叶或阀门调节流量,以达到适应水电站出力变化或水泵站供水量变化的生产要求。这种调节往往是快速的,因此必然引起有压引水管道中的流速发生急剧变化,伴随着将产生管道中液体内部压强迅速交替升降的水力现象。这种交替升降的压强作用在管道、阀门或其他管道元器件上好像锤击一样,故称这种有压非恒定流为水击现象,简称水击。交替升降的压强称为水击压强[1]。 1.1水击现象的定义 水击是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。当由于某种原因引起管路中流速突然变化时，例如开关阀门过快、突然断电停泵，都会引起管内压力突然变化，造成水击。当急剧变化的压力波波前通过管路时，产生一种声音，犹如用锤子敲击管路时发出的噪音，故水击亦称水锤[2]。 1.2水击理论 1.2.1弹性水击理论 考虑液体的压缩性和管材的弹性,在管道各个截面上液体的流速是位置与时间的函数,V=f(x,t)。弹性水击理论适用于长距离和液体流速较大的管道,实践证明,这个理论与实际情况相符。 1.2.2刚性水击理论 忽略液体的压缩性与管材的弹性,把管道内的液体视为一条整体的“刚性水柱”,在管道各个截面上的液体流速只是时间的函数,而与位置无关,V一f(t)。刚性水击理论仅适用于液体流速变化相当缓慢或长度很短的管道,当管道直径相同时,液体在管道任何截面与时间的流速都相同[3]。 1.3水击现象的形式 在有压管道系统中,常见的水击现象一般分为: 直接水击:当阀门的关闭时间小于或等于一个相长时,也就是水击波从阀门处向水箱方向传播再以常压恢复波形式返回到阀门之前,阀门就已关闭,这种水
金属钠与水反应
金属钠与水反应 教材分析: 本节课是新人教版必修一第三章《金属及其化合物》第一节《金属的化学性质》中的内容，新人教版打破了旧教材的编排格式，将原本在元素周期律的指导下进行学习的内容调放到元素周期律之前进行学习，体现了金属的特性，不过相比旧教材而言系统性降低，因此在进行授课时要合理利用金属活动顺序表进行指导和总结。钠是高中化学学习的一种重要活泼金属，钠与水反应的实验现象及其解释也是高中化学的一大重点，这一部分的的学习不仅是前两章《从实验室学化学》和《化学物质及其变化》实验和理论知识的延伸和拓展，对后面铝、铁等金属性质的学习也有着铺垫的作用，并且为化学必修二介绍的《物质结构、元素周期表》等理论知识打下基础。 学生分析: 学生们在初中的学习中掌握了钠在元素周期表中的位置和它的核外电子排布，学习了金属活动性顺序，基本了解钠位于金属的活动顺序的位置。通过离子反应和氧化还原反应的学习，学生能够有效迁移，写出钠与水反应的离子方程式以及判断出反应物中的氧化剂和还原剂。学生对实验的兴趣大，钠与金属反应的实验现象能够充分调动学生的积极性，保证课堂任务高效实施；学生在第一章《从实验学化学》
学习了一定的实验操作规则和技能，为实验的顺利完成奠定了基础。学生存在着对实验现象的观察不够全面、不能用化学语言准确地描述化学现象以及知识迁移有难度等问题。 教学目标: 1.知识与技能 (1)掌握钠的重要性质，认识钠是一种活泼金属； (2)了解钠的存在及用途。 2.过程与方法 (1)采用实验探究法，按照思考、交流、实验、观察、分析，得出结论的方法进行启发式教学； (2)发挥学生主主体作用，做好探究实验。 3.情感、态度与价值观 (1)通过介绍钠的用途，指出化学工业在国民经济中的地位，激发学生报效祖国的责任感； (2)通过动手实验体验化学的奥秘，激发学生学习的兴趣。 教学重点: 钠与水反应化学方程式及离子方程式，钠与水反应的实验现象及原因分析 教学难点: 钠与盐反应的情况 教学方法: 讲授法讨论法 教学过程
水击现象
原因： 1）送汽前未进行暖管和疏水； 2）送汽时主汽阀开得过快、过大； 3）锅炉负荷增加过急或发生满水，汽水共腾等事故，蒸汽大量带水 处理方法： 1）开启管道上的疏水阀，进行疏水； 2）锅炉水位不要过高，维持正常水位； 3）加强水处理工作，保证给水和锅水质量，避免发生汽水共腾 以下几种情况蒸汽管道水击现象比较普遍： （1）蒸汽管道由冷态备用状态投入运行，因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足；或是管道疏水未开启及疏水管堵塞时，管道比较容易发生水击。 （2）汽轮机或锅炉负荷增加速度过快，或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道。 （3）运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道将发生水击。 蒸汽管道发生上列水击现象时，主要的征象一是管道系统发生振动，管道本体、支（吊）架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈；二是管道内发出刺耳的声响，但不同情况下的水击时发出的声响各有特点，如投运时暖管或疏水不足的管道多阶段性地发出“咚咚”的声响；而蒸汽带水进入管道则多发出类似空袭警报声的连续啸叫声；停运后的蒸汽管道如前述发生水击时多阶段性的发出如金属敲击般的尖锐声响。第三种征象是蒸汽带水进入管道时，在管道的法兰结合处易发生冒汽现象，水击严重时，法兰垫被冲坏致使大量漏汽。 蒸汽管道水击的防范与处理 发生过多次水冲击的管道，常出现支吊架松脱焊口泄漏等故障，因此，在热力管道设计规程中明确规定，对于不经常流通的管道死端，以及管段的低位点，均应考虑设置疏水阀、疏水管。虽然从管道的设计安装时就充分考虑防范发生管道水击的可能，但实际运行中，因种种原因仍比较容易遇到前述的各种水击现象，所以在实际遇到时应采取相应的处理处理方法及防范措施： （1）在管道投运时发生水击，可关小或关闭进汽阀以控制适当的暖管速度，并及时开启蒸汽管道疏水阀，若疏水管堵塞，手摸裸露处不烫手，则反复敲打，必要时更换。
水击现象演示
水击现象演示 1 2 自循环水击综合实验仪如下图所示： 1、恒压供水箱； 2、水击扬水机出水管； 3、气压表； 4、扬水机截止阀； 5、压力室； 6、调压筒； 7、水泵； 8、水泵吸水管； 9、供水管；10、调压筒截止阀； 11、水击发生阀；12、逆止阀；13、水击室；14、集水箱；15、底座。 水泵7能把集水箱14中的水送入恒压供水箱1中，水箱1设有溢流板和回水管，能使 水箱中的 水位保持恒定。工作水流自水箱1经供水管9和水击室13，再通过水击发生阀11的阀孔流出，回到集水箱14。
实验时，先全关阀10和4，触发起动阀11。当水流通过阀11时，水的冲击力使阀11向上运动 而瞬时关闭截止水流，因而在供水管9的末端首先产生最大的水击升压，并使水击室13同时达到这一水击压强。水击升压以水击波的形式迅速沿着压力管道向上游传播，到达进口以 后，由进口反射回来一个减压波，使管9末端和水击室13内发生负的水击压强。 通过阀11和12的操作过程观察到水击波的来回传播变化现象，即阀11关闭，产生水击升压，使逆止阀12克服压力室5的压力而瞬时开启，水也随即注入压力室内，并可看到 气压表3随着 产生压力搏动。然后，在进口传来的负水击作用下，水击室13的压强低于压力室5，使逆止阀12关闭，同时水击阀11在负水击和阀体自重的共同作用下，向下运动而自动开启。这一动作既观察到水击波的传播变化现象，又能使本实验仪保持往复的自动工作状态，即阀 11 开启，水自阀孔流出，又回到这一动作的初始状态，这样周而复始，阀11不断地启闭，水击现象也就不断地重复发生。 通过逆止阀12、压力室5和气压表3组成水击压强的定量观察装置，随水击的每次升 降压，通 过逆止阀12都向压力室5注入一定的水流，而压力室5是密闭的，这样就可从与压力室5相连的气压表3上测量压力室5空腔中的压强，如是逆止阀12不开启时的压强就是产生的
管道的水击现象及其防护
精心整理 管道的水击现象及其防护 摘要：水击是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。本文介绍了水击现象的定义、理论、形式和形成原因。概述了水击现象的危害并论述了管道水击的防护措施。 关键词：管道水击现象危害防护措施 1水击现象 在日常生活中,我们碰到的水流不稳定现象很多。当我们快速关闭水龙头或关闭闸阀和水轮机导水叶时,在关闭过程中,随着阀门开度的减少,管道中的流速也逐渐减小,由于水流的动量快速变化,如在尾水管中),1.1造成水击。故1.21.2.1考间的函数,符。 1.2.2 1.3水击现象的形式 在有压管道系统中,常见的水击现象一般分为: 直接水击:当阀门的关闭时间小于或等于一个相长时,也就是水击波从阀门处向水箱方向传播再以常压恢复波形式返回到阀门之前,阀门就已关闭,这种水击称直接水击。 间接水击:当阀门的关闭时间大于一个相长时,也就是水击波从阀门处向水箱方向传播再以常压恢复波形式返回到阀门之前,阀门尚未完全关闭,这种水击称为间接水击。 正水击:当管道阀门迅速关闭时,管道中流速快速减小,压强会显著增大,这种水击称为正水击。 负水击:当管道阀门迅速开启时,管道中流速快速增大,压强会显著减小,这种水击称为负水击 [4]。
1.4水击现象的形成原因 管道发生水击现象,既有外因也有内因。外因是管道发生水击的条件,内因是管道发生水击的根据,外因通过内因而起作用。 1.4.1水击现象的内因 由于水和管道都不是刚体,而是弹性体,因此在很的水击压强的作用下产生两种形变,即水的压缩及管壁的膨胀。而管道中水流速度又不是同时变化,形成一种弹性波(又称水击波)进行传递。从上述的分析不难看出,引起管道水流速度突然变化是水击发生的条件,水流具有惯性和压缩性是发生水击的内在原因[4]。 1.4.2 (,流体2 阀2.1 2.2 哈尔滨市某工厂4台SHL10-113-A型蒸汽锅炉在并联运行期间突然发生水击,巨大的冲击力将连接4台锅的蒸汽主管道(管径273mm)一端的平封头冲掉。调查表明3号锅炉有严重满水现象,致使水从主汽阀溢出流至连接4台锅炉的主蒸汽管道,与另3台锅炉输出的蒸汽相遇发生水击。 实践证明:供热系统因水击而产生的增压波和减压波交替作用所造成的危害是十分严重的。管道系统剧烈振动会使保温层脱落,或产生噪音以及从补给水箱或高位膨胀管中大量冒水。特别是高温热水、蒸汽为热媒的供热系统在停泵时所产生的水击现象比低温水、蒸汽系统更具有破坏性。因此,对热水、蒸汽供热系统水击问题应予以足够的重视。 2.3日本核电厂水击问题 2004年11月7日,日本静冈县中部电力(公司)滨冈核电厂发生管线破裂事故,在一号发电机组紧急反应堆冷却系统中的“L”形管线内发现一些积水,这些积水和水蒸气相遇时急速膨胀并产生强烈冲击波,从而造成“水击现象”使管线破裂。当场造成4人死亡,7人受伤。
金属钠与水反应的教学设计
《金属钠与水反应》教学设计 一、教学分析 1、课程标准分析 根据生产、生活中的应用实例及通过实验探究，了解钠的主要性质。以钠和水反应这个实验为基础，掌握钠的物理性质和化学性质。通过思考与交流，自主学习，丰富有关金属的知识。要求学生学会观察、分析、解释实验现象，培养学生的动手能力和探究能力。 2、教材分析 本节课是新人教版必修一第三章《金属及其化合物》第一节《金属的化学性质》中的内容，新人教版打破了旧教材的编排格式，将原本在元素周期律的指导下进行学习的内容调放到元素周期律之前进行学习，体现了金属的特性，不过相比旧教材而言系统性降低，因此在进行授课时要合理利用金属活动顺序表进行指导和总结。钠是高中化学学习的一种重要活泼金属，钠与水反应的实验现象及其解释也是高中化学的一大重点，这一部分的的学习不仅是前两章《从实验室学化学》和《化学物质及其变化》实验和理论知识的延伸和拓展，对后面铝、铁等金属性质的学习也有着铺垫的作用，并且为化学必修二介绍的《物质结构、元素周期表》等理论知识打下基础。 3、学情分析 1．学生们在初中的学习中掌握了钠在元素周期表中的位置和它的核外电子排布，学习了金属活动性顺序，基本了解钠位于金属的活动顺序的位置。 2．通过离子反应和氧化还原反应的学习，学生能够有效迁移，写出钠与水反应的离子方程式以及判断出反应物中的氧化剂和还原剂。 3．学生对实验的兴趣大，钠与金属反应的实验现象能够充分调动学生的积极性，保证课堂任务高效实施；学生在第一章《从实验学化学》学习了一定的实验操作规则和技能，为实验的顺利完成奠定了基础。 4．学生存在着对实验现象的观察不够全面、不能用化学语言准确地描述化学现象以及知识迁移有难度等问题。 三、教学目标 1、知识与技能： 知道钠与水反应的实验现象，理解实验现象出现的原因，能正确写出钠与水的化学方程式和离子方程式，能判断反应物中的氧化剂和还原剂。 2、过程与方法： 通过对实验现象的观察，锻炼运用各种感官捕捉信息的能力，掌握严谨求实的科学方法和实验操作技能。通过钠与水的反应，迁移钾等活泼金属与水的反应。 3、情感态度与价值观： 感受进行实验时一丝不苟的实验精神，体验化学实验的乐趣，养成实事求是的科学精神。通过交流和合作，培养学生的团队能力，感受化学来源于生活又高于生活的真谛。 四、教学重点和难点
水击现象
水击现象 水击是有压管道中的非恒定流现象。当有压管道中的伐门突然开启、关闭或水泵因故突然停止工作，使水流流速急剧变化，引起管内压强发生大幅度交替升降。这种变化以一定的速度向上游或下游传播，并且在边界上发生反射，这种水流现象叫作水击，交替升降的压强称为水击压强。 产生水击现象的原因是由于液体存在惯性和可压缩性。水击现象的实质上是由于管道内水体流速的改变，导致水体的动量发生急剧改变而引起作用力变化的结果。 水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就象锤子敲打一样,所以叫水锤。水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏阀门和水泵。水锤效应”是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力。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，这就是水利学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。在水利管道建设中都要考虑这一因素。相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。 电动水泵合电压起动时，在不到1s的时间内，即可从静止状态加速到额定转速，管道内的流量则从零增加到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，所以，流量的急剧变化将在管道内引起压强过压或过低的冲击，以及出现“空化”现象。压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”。 水锤效应具有很强的破坏作用，可导致管子的破裂或疮陷、损坏阀门和紧固件。 当切断电源而停机时，泵水系统的势能将克服电动机的惯性而命名系统急剧地停止，这也同样会引起压力的冲击和水锤效应。 为了消除水锤效应的严重后果，在管路中需要受到一系列缓冲措施和设备。 水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就 象锤子敲打一样,所以叫水锤。水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏阀门和水泵。水锤效应”是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。当打开的阀门突然关闭，水流
最新钠与水反应的性质实验教案
【教材分析】 金属与水的反应属于人教版高中化学必修一第三章第一节第二课时的内容。本章开始学生初步、系统地接触元素化合物知识，内容在化学实验基本方法和化学物质及其变化之后。 本节紧承上一次课的金属性质，深入分析金属与水的反应。这一部分是对学生原有知识的一个提高和深化。本节内容安排在氧化还原反应之后，可对氧化还原反应的知识做进一步巩固；而在本节学习中所用到的许多方法如观察法、实验法等也是学习元素化合物知识的重要方法。在本章和本节中，学生初步尝试从实验操作和实验现象去探索（金属）物质化学性质；从基本原理（氧化还原反应原理）去深化对这些性质的理解，这种学习方式的过程和方法一经掌握后，可以驾轻就熟地学习后一章非金属及其化合物的内容。因此，学好本节课的内容十分重要。 【学生情况分析】 1．分析学生已有的认知水平和能力基础 （1）在前面学生已学习了氧化还原反应理论，初步建立了从物质类别和化合价角度去分析理解物质的化学性质的方法基础。 （2）通过前面实验的探究教学，对本节教材中的钠与水的反应实验能进行简单的探究，并能对产生现象的原因进行初步的分析。 2．分析学生学习本课可能遇到的困难和问题 （1）学生观察能力不足，对实验现象的观察不全面。 （2）表达能力不足，对实验现象的描述和现象的解释可能会辞不达意。 （3）知识迁移运用能力、发散思维能力还有待提高，解决实际问题的意识和能力不足。 【教学目标】（三维目标+教学重难点） 知识与技能： 了解钠与水的反应，会解释钠与水反应的各种实验现象； 掌握钠与水反应的方程式； 了解钠的保存方法以及钠着火的扑灭方法，能结合相关知识解释。 2、过程与方法： （1）观察钠与水的实验，提高实验观察、实验现象准确描述、分析能力。 （2）通过思考题的练习以及回答课堂提问，培养学生综合运用知识的能力。 3、情感态度价值观： （1）通过奇妙的化学实验的操作和精彩的化学实验现象，感受化学世界的美妙变化，提高学习化学的兴趣。 （2）通过实验演示以及钠的保存与着火扑灭方法的学习，增强实验安全意识，提高生活中突发事件的应对能力。 【教学方法、策略】在讲授金属钠化学性质中涉及一个重要的演示实验 ,那就是金属钠与水的反应。 具体实验内容 :向一个盛有水的烧杯里滴如几滴酚酞试液,然后把小块(约黄豆粒大的)。钠投入小烧杯中,观察反应现象和溶液颜色的变化。 怎么才能让学生的求知欲在兴趣中 ,在参与中,在求真儿中得到升华。如果只由教师单独操作完成,就会显得牵强、死板,达不到激发学生浓厚的学习兴趣的目的。 我是这样设计的 :教师先讲要求:取、擦、切、放。学生分成四组(圆围型)分别
水击现象演示参考资料
实验四水击现象演示 一、演示目的 1 2 二、演示设备 自循环水击综合实验仪如下图所示： 1、恒压供水箱； 2、水击扬水机出水管； 3、气压表； 4、扬水机截止阀； 5、压力室； 6、调压筒； 7、水泵； 8、水泵吸水管； 9、供水管；10、调压筒截止阀； 11、水击发生阀；12、逆止阀；13、水击室；14、集水箱；15、底座。 三、演示工作原理 水泵7能把集水箱14中的水送入恒压供水箱1中，水箱1设有溢流板和回水管，能使水箱中的 水位保持恒定。工作水流自水箱1经供水管9和水击室13，再通过水击发生阀11的阀孔流出，回到集水箱14。 实验时，先全关阀10和4，触发起动阀11。当水流通过阀11时，水的冲击力使阀11向上运动 而瞬时关闭截止水流，因而在供水管9的末端首先产生最大的水击升压，并使水击室13同时达到这一水击压强。水击升压以水击波的形式迅速沿着压力管道向上游传播，到达进口以后，由进口反射回来一个减压波，使管9末端和水击室13内发生负的水击压强。 通过阀11和12的操作过程观察到水击波的来回传播变化现象，即阀11关闭，产生水击升压，使逆止阀12克服压力室5的压力而瞬时开启，水也随即注入压力室内，并可看到气压表3随着 产生压力搏动。然后，在进口传来的负水击作用下，水击室13的压强低于压力室5，使逆止阀12关闭，同时水击阀11在负水击和阀体自重的共同作用下，向下运动而自动开启。这一动作既观察到水击波的传播变化现象，又能使本实验仪保持往复的自动工作状态，即阀11 开启，水自阀孔流出，又回到这一动作的初始状态，这样周而复始，阀11不断地启闭，水击现象也就不断地重复发生。 通过逆止阀12、压力室5和气压表3组成水击压强的定量观察装置，随水击的每次升降压，通 过逆止阀12都向压力室5注入一定的水流，而压力室5是密闭的，这样就可从与压力室5相连的气压表3上测量压力室5空腔中的压强，如是逆止阀12不开启时的压强就是产生的最大水击 压强值。 水击的利用是由图中1、9、11、12、13、5、4、2等组成的水击扬水机来演示的。当打开阀4 时，由于压力室5内的空腔气压大于大气压，在水击升降压作用下，通过逆止阀12向压力室 注水后形成的压力室空腔气压的作用，水流经水击扬水机出水管2流出，这样就可利用水击实现提水。本扬水机扬水高度为37 cm，超过恒压供水箱的液面达1.5倍的作用水头。
修订版钠与水反应教学设计
《钠与水的反应》教学设计 【教材分析】 钠与水的反应选自人教版高一化学必修一第三章第一节第二课时的内容通过钠与水的反应，进一步认识金属与水反应的实质。 【学情分析】 1、学生在初中学习了部分金属单质及其化合物的知识，也学习了一些基本的化学实验操作，在高中必修一第一章中进一步学习了化学实验的基本方法和基本操作，已有一定的实验操作及观察实验的能力。 2、在第二章中学习了氧化还原反应，了解了氧化还原反应的本质及其表现形式。因此对实验现象有一定的分析、判断能力。 【教学三维目标】 1、知识与技能 (1) 能够解释和分析钠与水反应的实验现象 (2) 能够正确写出钠与水反应的化学方程式和离子方程式 2、过程与方法 (1) 用社会生活事件联系化学，体验化学科学知识在生活中的重要性； (2) 用观察法研究钠的物理性质，帮助学生逐步掌握学习化学的一些基本方 法，培养学生的思维能力和自学能力； (3) 用科学实验的方法，在实验过程中学会实验操作，观察实验现象，感受 对 实验现象进行分析、判断、推理，进而得出结论的过程。 3、情感、态度与价值观 (1) 用社会生活事件联系化学，激发学生学习化学的兴趣，培养学生相信科 学 的精神； (2)通过对钠的性质的实验探究，在探究的过程中，激发学生的求知欲望和对 化学现象的好奇心，形成良好的实验习惯，培养学生勤于思考和严谨 的科学态度。 【教学重难点】
1、教学重点：钠与水的反应，包括钠与水反应的现象：浮、熔、游、响、红及钠与水反应的方程式。 2、教学难点：钠与水反应的实验现象的观察和分析。 【教学准备】 1、多媒体课件 2、实验仪器：烧杯、培养皿、镊子、滤纸、小刀、玻璃片、水、金属钠、酚酞、试管、酒精灯 【教学过程】
水击现象原因分析及防范措施探讨
149 1?概述 水击又名水锤，它常发生在水或蒸汽等有压管道系统中，由于某一管路元件工作状态的改变，使液体流速发生急剧变化，同时引起管内液体压强大幅度波动的现象。它是有压管道非恒定流问题中的一种。管道中任一段面的流速、压强、液体的密度及管道直径，不仅与空间位置而且与时间有关。它可能导致管道系统强烈震动、噪声和空蚀，甚至使管道严重变形或爆裂。 2?水击产生的成因及危害2.1?水击现象的成因 在压力管道中，由于液体流速的急剧改变，从而造成瞬时压力显著、反复、迅速变化的现象，称为水击，也称水锤。产生的原因：当压力管道的阀门突然关闭或开启时，当水泵突然停止或启动时，因瞬时流速发生急剧变化，引起液体动量迅速改变，而使压力显著变化。管道上止回阀失灵，也会发生水击现象。在蒸汽管道中，若暖管不充分，疏水不彻底，导致送出的蒸汽部分凝结成水，体积突然缩小，造成局部真空，周围介质将高速向此处冲击，也会发出巨大的音响和振动。 2.2?水击的危害 水击现象的发生会引起整个管系发生振动，使管道严重损坏；管道法兰连接处泄漏；管道推力和力矩过大，使与其连接的设备承受过大的应力或使其产生变形，影响设备的正常运行。 3?装置凝结水回水运行情况3.1?运行现状 净化装置区的蒸汽消耗主要为生产蒸汽和伴热蒸汽，其中生产蒸汽用于提供溶液再生的热量和再生塔补充蒸汽；伴热蒸汽用于设备管线、仪表的伴热。蒸汽经用热设备产生的凝结水先汇集于凝结水总管，后流入凝结水回水系统（如图1所示）。装置夏季运行时生产蒸汽凝结水回锅炉房，冬季运行时生产蒸汽凝结水和伴热蒸汽凝结水一起回锅炉房。 图1?装置蒸汽、凝结水流程示意图 3.2?水击产生的原因分析 凝结水管道中存部分蒸汽是水击发生的主要原 因，在凝结水回水管线中，其介质主要是蒸汽和水的混合物，由于汽水的存在,?就形成了汽和水的两相流动,?两相流的主要特征，是在蒸汽和水之间存在界面,?界面在不同的情况下具有不同的形状，由于重力作用,?凝结水总是在管道底部流动或者向管道低点移动。装置生产蒸汽在重沸器给溶液加热后，经过流量调节阀控制流量后压力降为0.15~0.30?MPa之间，凝结水水罐的液位在100%，凝结水罐内部分蒸汽与凝结水未有效分离，造成凝结水回水是气相与液相的混合物，在装置运行不平稳时，气液两相在管线流动时产生水击。 （1）管线布局不合理 管线布局不合理和凝结水系统中的蒸汽不能及时排除，是经常产生水击的内在因素。400万t/a装置凝结水从凝结水罐到2号锅炉房的凝结水管线有4处向上抬升的“几”字弯，为此增加了静压；由于在锅炉房停炉后，蒸汽压力下降，相应的凝结水回水压力下降，凝结水罐以及回水管线内的凝结水被沉积，破坏了正常生产时凝结水回水的气液流动平衡；凝结水回水压力?降低，静压力增大，凝结水在回水过程中消耗的动能增加，造成凝结水回水动能无法有效、连续的将凝结水罐和凝结水管线低点处沉积的凝结水推动至凝结水管线界区阀处（此处是凝结水管线的最高点），从而引起凝结水在凝结水罐与凝结水界区阀之间来回震荡，使水击现象的在这一段管线内反复发生；其中水击主要集中在凝结水第一次抬升处即凝结水罐至凝结水界区阀处。 （2）凝结水系统存在缺陷 装置凝结水罐及管线的容积远远大于锅炉房的回水器的容积，在装置凝结水回水不畅的状态下，凝结水主要集中于装置凝结水罐和凝结水罐至凝结水界区阀处，在出现水击现象时，凝结水罐不能过大的进行排水，容易引起回水器液位过低而导致锅炉上水不足再次停炉。 （3）凝结水的生产和利用不平衡 ?凝结水系统的流速和压力不稳定,?流体处于非恒定流状态,?是助长弹状流形成的重要原因。凝结水先回至凝结水回水器，再由低压凝结水泵将回水器的凝结水向锅炉上水，由于锅炉房凝结水系统是一个闭式系统，锅炉重新点炉提负荷升压时，锅炉上水存在不连续性，导致凝结水回水在去回水器的过程中存在不连续性，凝结水系统的流速和压力不稳定。凝结水回水器体积小，一旦锅炉需要增加负荷时，存水量严重不足，点炉后锅炉升压慢，蒸发量不足，换热后的凝结水对系统管带的凝结水推动力下降，从而导致装置凝结水不能及时返回2#锅炉房凝结水回水器，造成锅炉低液位保护停炉，在停电后系统恢复困难，较长时间 水击现象原因分析及防范措施探讨 万昌财?孙海军?薛仁雨 长庆油田分公司、第一采气厂?陕西?榆林?718500 摘要：水击是运动流体突然停止流动时产生的。管道内引起水击的原因有阀门关闭、流速不同的流体突然相遇、管内流体流速骤然改变等。防止水击的方法有很多,?包括管道参数和管线的合理布置、阀门开关的控制、操作上的合理优化等。 关键词：管道?水击?控制?预防
管道的水击现象及其防护
管道的水击现象及其防 护 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
管道的水击现象及其防护 摘要：水击是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。本文介绍了水击现象的定义、理论、形式和形成原因。概述了水击现象的危害并论述了管道水击的防护措施。 关键词：管道水击现象危害防护措施 1 水击现象 在日常生活中,我们碰到的水流不稳定现象很多。当我们快速关闭水龙头或关闭闸阀和水轮机导水叶时,在关闭过程中,随着阀门开度的减少,管道中的流速也逐渐减小,由于水流的动量快速变化,在闸阀的上游部分将产生压力升高;而在下游部分(如在尾水管中)产生压力降低。当开启阀门或水轮机导水叶时,管道中的流速逐渐增大,在导叶上游部分产生压力降低,而在其下游部分(如在尾水管中)产生压力升高。特别是在水电站或水泵站的有压引水系统中,通常用导叶或阀门调节流量,以达到适应水电站出力变化或水泵站供水量变化的生产要求。这种调节往往是快速的,因此必然引起有压引水管道中的流速发生急剧变化,伴随着将产生管道中液体内部压强迅速交替升降的水力现象。这种交替升降的压强作用在管道、阀门或其他管道元器件上好像锤击一样,故称这种有压非恒定流为水击现象,简称水击。交替升降的压强称为水击压强[1]。 水击现象的定义 水击是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。当由于某种原因引起管路中流速突然变化时，例如开关阀门过快、突然断电停泵，都会引起管内压力突然变化，造成水击。当急剧变化的压力波波前通过管路时，产生一种声音，犹如用锤子敲击管路时发出的噪音，故水击亦称水锤[2]。 水击理论 弹性水击理论 考虑液体的压缩性和管材的弹性,在管道各个截面上液体的流速是位置与时间的函数,V=f(x,t)。弹性水击理论适用于长距离和液体流速较大的管道,实践证明,这个理论与实际情况相符。 刚性水击理论 忽略液体的压缩性与管材的弹性,把管道内的液体视为一条整体的“刚性水柱”,在管道各个截面上的液体流速只是时间的函数,而与位置无关,V一f(t)。刚性水击理论仅适用于液体流速变化相当缓慢或长度很短的管道,当管道直径相同时,液体在管道任何截面与时间的流速都相同[3]。 水击现象的形式 在有压管道系统中,常见的水击现象一般分为: