什么是水锤？
水锤是流动中的流体被迫突然停止或改变方向时，在管道内传播的一种压力冲击或激波——例如阀门快速关闭或水泵突然断电时就会发生。流体的动量瞬间转化为压力峰值，其数值往往是正常工作压力的数倍，可能导致管道爆裂、阀门损坏，甚至引起整个管路剧烈震动。本计算器采用经典的茹科夫斯基（Joukowsky）公式来估算这种压力冲击的大小。
如何使用本计算器
请输入三个数值：流体密度（水约为 1000 kg/m³）、压力波速 \(c\)（激波在“流体—管道”系统中传播的速度，钢管中的水通常为 1000–1400 m/s），以及流速变化 \(\Delta v\)（初始流速与最终流速之差；阀门瞬间关闭时通常取管内的全部流速）。计算器会以帕斯卡、千帕、巴和磅力每平方英寸（psi）四种单位给出峰值压力冲击。
公式详解
茹科夫斯基公式为 $$\Delta P = \text{Density } \rho \cdot \text{Wave Speed } c \cdot \left| \Delta v \right|$$ 该公式假定阀门瞬间关闭（即关闭时间短于管道的临界时间 \(2L/c\)）。压力冲击与管道长度无关，仅取决于流体密度、波速和流速变化的大小。关闭得越慢，冲击越小，因此本公式给出的是偏保守的最坏情况估算值。
计算示例
水（\(\rho = 1000\ \text{kg/m}^3\)）以 2 m/s 流动并被瞬间截停。若波速为 1200 m/s，则：$$\Delta P = 1000 \times 1200 \times 2 = 2{,}400{,}000\ \text{Pa} = 2400\ \text{kPa} = 24\ \text{bar} \approx 348\ \text{psi}$$ 这一冲击值要叠加在管路的静态压力之上。
常见问题
管道长度有影响吗？对茹科夫斯基公式计算的峰值冲击没有影响，但管长决定了临界关闭时间 \(2L/c\)——管道越长，阀门就有越多时间逐步关闭。
波速该取多少？刚性管道中的水约为 1480 m/s，但实际的弹性管道会使波速降低——钢管通常为 1000–1300 m/s，塑料管则为 300–500 m/s。
如何减小水锤？可以缓慢关闭阀门，加装调压塔或空气室（气囊罐），安装泄压阀，并选用波速较低的管材。
