先修课程：水力学、水工建筑学、水电站
开课对象：水利水电工程专业
一、实验目的
１．通过实验，增强对“水锤”的感性认识，巩固和加深理解课堂讲授的水锤基本理论。
２．了解输水系统中流量变化率、阀门关闭时间（Ｔs）和输水系统管道长度对水锤压力幅值的影响。
３．通过比较上述参数对水锤值的影响，掌握水电站、泵站等水利水电工程中控制水锤措施的工作原理和方法。
４．熟悉水锤的电气测量仪器和量测方法。
５．了解模拟机组流量调节的控制系统。
二、实验任务与要求
1．实验任务
利用移动式水锤实验系统完成下列实验：
1）在管道长度最大时，将管道末端的流量控制阀门的开度调到最大值，使实验流量达到最大，待系统进入恒定流状态后，量测管道中的流量为： (L/s)。启动瞬变流计算机实时数据采集处理系统，然后，接通电磁阀闭阀开关，使管道出口流量迅速减少到零流量，记录管道流量变化过程以及不同部位的压力变化过程。
2）在管道长度最大时，将管道末端的流量控制阀门的开度调到最大值，使实验流量达到最大，待系统进入恒定流状态后，量测管道中的流量为： (L/s)。启动瞬变流计算机实时数据采集处理系统，电磁阀保持开启状态，然后手动关闭管道出口阀门，使管道系统流量逐渐减少到零。实验中尽量使手动关阀速度均匀，速度尽量快，并记录关闭此阀门所用时间。计算机会自动记录管道流量变化过程，以及不同部位的压力变化过程。
3）在管道长度最大时，接通电磁阀开阀开关，将流量控制阀门开度调节到最大值，使实验流量达到最大，待系统进入恒定流状态约 5 min，确认管道中水流不夹带气体后，手动关闭流量控制阀门开度至零，然后接通电磁阀闭阀开关。由瞬变流计算机实时数据采集处理系统观察压力变化，当它达到稳定值后，将流量控制阀门开度调节到最大值，继而启动瞬变流计算机实时数据采集处理系统，最后接通电磁阀开阀开关，使管道出口流量迅速增加。计算机会自动记录管道流量变化过程，以及不同部位的压力变化过程。
4）在管道长度最大时，接通电磁阀开阀开关，将流量控制阀门开度调节到最大值，使实验流量达到最大。待系统进入恒定流状态约 5 min，确认管道中水流不夹带气体后，保持电磁阀开启状态，手动关闭流量控制阀门开度至零。实验者从瞬变流计算机实时数据采集处理系统观察压力变化，当它达到稳定值后，继续保持电磁阀开启状态。启动瞬变流计算机实时数据采集处理系统，继而手动开启管道出口阀门，使流量达到最大值。计算机会自动记录管道流量变化过程，以及不同部位的压力变化过程。实验中尽量使手动开阀速度均匀，速度尽量快，并记录开启此阀门所用时间。
5）缩短实验管道的长度，使其大小为最大长度的二分之一。将管道末端的流量控制阀门的开度调到最大值，使实验流量达到最大，待系统进入恒定流状态后，量测管道中的流量为： (L/s)。启动瞬变流计算机实时数据采集处理系统，然后，接通电磁阀闭阀开关，使管道出口流量迅速减少到零流量，记录管道流量变化过程以及不同部位的压力变化过程。
6）缩短实验管道的长度，使其大小为最大长度的二分之一。将管道末端的流量控制阀门的开度调到最大值，使实验流量达到最大，待系统进入恒定流状态后，量测管道中的流量为： (L/s)。启动瞬变流计算机实时数据采集处理系统，电磁阀保持开启状态，然后手动关闭管道出口阀门，使管道系统流量逐渐减少到零。实验中尽量使手动关阀速度均匀，速度尽量快，并记录关闭此阀门所用时间。计算机会自动记录管道流量变化过程，以及不同部位的压力变化过程。
7）缩短实验管道长度，使其大小为最大长度的二分之一。接通电磁阀开阀开关，将流量控制阀门开度调节到最大值，使实验流量达到最大，待系统进入恒定流状态约 5 min，确认管道中水流不夹带气体后，手动关闭流量控制阀门开度至零，然后接通电磁阀闭阀开关。由瞬变流计算机实时数据采集处理系统观察压力变化，当它达到稳定值后，将流量控制阀门开度调节到最大值，继而启动瞬变流计算机实时数据采集处理系统，最后接通电磁阀开阀开关，使管道出口流量迅速增加。计算机会自动记录管道流量变化过程，以及不同部位的压力变化过程。
8）缩短实验管道长度，使其大小为最大长度的二分之一。接通电磁阀开阀开关，将流量控制阀门开度调节到最大值，使实验流量达到最大。待系统进入恒定流状态约 5 min，确认管道中水流不夹带气体后，保持电磁阀开启状态，手动关闭流量控制阀门开度至零。实验者从瞬变流计算机实时数据采集处理系统观察压力变化，当它达到稳定值后，继续保持电磁阀开启状态。启动瞬变流计算机实时数据采集处理系统，继而手动开启管道出口阀门，使流量达到最大值。计算机会自动记录管道流量变化过程，以及不同部位的压力变化过程。实验中尽量使手动开阀速度均匀，速度尽量快，并记录开启此阀门所用时间。
2．实验要求
１）实验前要预习教材中有关内容和实验大纲，了解实验的目的，要求和具体实验方法。
２）实验时，要按照实验大纲规定的实验条件，步骤和操作方法进行。
３）实验时要服从分工，各分工岗位要互相配合，协调一致，服从指挥。
４）要遵守实验室有关规章制度，爱护公物，爱护实验设备。
５）按照规定的时间和要求完成实验，每人提交实验报告一份。
移动式水锤实验系统图
三、实验设备与模型特征参数
1．实验设备
实验设备由以下部分构成：二盘盘绕铜管，循环水泵，高压稳压罐，电磁流量计，压力传感器，电磁阀门，流量控制阀门，回水箱和电磁阀门控制面板，以及瞬变流计算机实时数据采集处理系统，具体结构参见附图。
水流由循环水泵从回水箱抽出，经过电磁流量计流入高压稳压罐稳压后进入盘绕铜管，最后从管道末端的流量控制阀门流到回水箱，形成一个水流自循环系统。
2．实验设备特征参数
二盘盘绕铜管总长度：1200m
每盘盘绕铜管总长度：600m
盘绕铜管内径： 25mm
四、实验步骤
1．对照实验装置图熟悉实验现场的实验设备。
2．介绍模拟水电站机组流量变化元件。
3．介绍水锤压力值动态量测的电测仪器及其使用方法。
4．操作和观察的分工：
1）流量控制阀门操作 1人
2）电测仪器操作及电磁阀门 1人
3）测读流量 1人
4）记录流量控制阀门操作时间表 1人
5）实验总记录人 1人
5．启动水泵，然后开启管道上所有阀门，排除管道内气体。打开电测仪器进行预热。
6．当系统流量稳定，电测仪器完成预热后，由实验总记录人发令，完成实验任务1）～8），每项任务重复二至三次，总记录人负责记录。