水錘（也稱為水錘）是在任何泵系統(tǒng)中都會(huì)發(fā)生的壓力波動(dòng)，該泵系統(tǒng)的流量會(huì)發(fā)生突然變化，通常是由泵的啟動(dòng)和停止，閥門的打開和關(guān)閉或水柱的分離和關(guān)閉引起的。這些突然的變化會(huì)導(dǎo)致全部或部分流動(dòng)水柱發(fā)生動(dòng)量變化。這可能會(huì)產(chǎn)生沖擊波，該沖擊波會(huì)在創(chuàng)建它的屏障和輔助屏障之間來回傳播。如果沖擊波強(qiáng)度高，則可能對(duì)系統(tǒng)造成物理?yè)p壞。奇怪的是，它在低壓應(yīng)用中可能會(huì)引起更多關(guān)注。

水錘是能量守恒的又一個(gè)例子，它來自速度能到壓力能的轉(zhuǎn)化。由于液體的可壓縮性低，因此產(chǎn)生的壓力能往往較高。

圖1.示例系統(tǒng)（由作者提供）

可視化此動(dòng)作的最佳方法可能是從一個(gè)假設(shè)的示例開始。圖1顯示了在泵啟動(dòng)時(shí)將水泵入空的泵的泵。位于泵排出口和管道遠(yuǎn)端的兩個(gè)閥完全打開，并具有瞬時(shí)關(guān)閉的能力。管道，閥門和其他配件完全無彈性，無論壓力如何，都不會(huì)發(fā)生體積變化。流過管道的水柱還具有完美平坦的前緣，該前緣與管道的橫截面內(nèi)徑（ID）匹配。當(dāng)水柱的前緣到達(dá)下游閥門時(shí)，它以接近光速的速度關(guān)閉，并且沒有空氣滯留在水柱之前。

即使前緣撞擊了關(guān)閉的閥門，在接下來的幾毫秒內(nèi)仍會(huì)繼續(xù)流入管道。就像水流停止一樣，上游閥門關(guān)閉（這次以真實(shí)的光速移動(dòng)），并且水柱在兩個(gè)閥門之間完全隔離。當(dāng)色譜柱撞擊關(guān)閉的下游閥門時(shí)，會(huì)發(fā)生什么事件？為什么即使閥門關(guān)閉，水仍繼續(xù)進(jìn)入管道？

如果此移動(dòng)柱是金屬柱而不是水柱（當(dāng)然，從假設(shè)上來說），可能會(huì)發(fā)生兩件事。根據(jù)其恢復(fù)系數(shù)（避免永久損壞的能力），當(dāng)金屬柱的前緣壓在關(guān)閉的閥門上時(shí)，由流動(dòng)（運(yùn)動(dòng)）引起的動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。如果發(fā)生這種情況，色譜柱將停下來并在閥門處保持靜止。如果其恢復(fù)力足夠高以防止壓碎，則可以使用相同的動(dòng)能以彈跳的形式反轉(zhuǎn)其方向。不管結(jié)果如何，“整個(gè)”金屬柱要么靜止不動(dòng)，要么反方向彈跳。當(dāng)涉及水時(shí)，這些事件均不會(huì)發(fā)生。

水是幾乎不可壓縮的液體，這似乎表明它是可壓縮的。在環(huán)境溫度下，每平方英寸1磅（psi）會(huì)使體積減小約0.0000034％。這似乎很小，但是音量越大，越容易看到效果。例如，如果水不壓縮，海平面將比當(dāng)前水平面高約100英尺！在非常高的壓力（例如40,000 psi）下，其可壓縮性提高到大約10％。但是，大多數(shù)水不只是水，還包含空氣，主要是氮?dú)猓?8％）和氧氣（21％）。溶解的空氣約占給定體積未處理水的2％，并大大增加了其可壓縮性。