本节以上讨论的都是水管末端A点(阀门或导叶处)的水击压力。在进行压力管道强度设计时,不仅需要计算管道末端的压力,而且需要计算管道沿线各点的最大正水击压力和最大负水击压力的分布情况以便进行管道的强度设计及检验管道内部是否有发生真空的可能。

(一)极限水击压力的分布规律

理论研究证明,极限水击无论是正、负水击,管道沿线的最大水击压力均按直线规律分布,若管道末端A点的最大水击为ξAm和yAm则任意点C点的最大水击为

(二)第一相水击压力的分布规律

研究证明,第一相水击压力通常沿管线不按直线规律分布,正水击压力分布曲线是向上凸起的而负水击压力分布曲线则是往下凹的(见图5-8),任意点C的最大水击升压值发生在A点的最大水击升压传到C点时,即比A点出现最大水击升压滞后(L—l)/a,其值为

式中,为第一相末A点的水击压力,即ξA1可直接用简化公式求得;为第一相终了前2L/a秒时A点的水击压力,可用第一相水击简化公式求得,只需用代替式中的τ1即可。式(5-58)的近似表达式为

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式中

由式(5-58)、式(5-59)可以看出,等号右端的第一项为管长为L时A点第一相末的水击压力,第二项为管长为L—l(相当于水库移至C点)时A点第一相末的水击压力,C点最大水击压力为两者之差。

对于第一相负水击,任意点C的最大水击压降为

式中,为阀门开启2L/a时A点的负水击,可用表5-1中的公式求解,用代替式中τ1即可;相当于管长为1(即阀门移至C点)时第一相水击。式(5-60)可近似表示为

式中,

绘制水击压力沿管线分布图时应根据管线的布置情况选择几个代表性的断面,然后求出各断面上的最大正、负水击压力。当丢弃负荷时可不计管路的水损失而在上游最高静水位上绘制水击压力分布图。当增加负荷时必须计算开启终了时管路的水头损失与流速水头,再在上游最低水位线以下考虑水头损失、流速水头与负水击压力,绘制水击压力分布图。