Hitung kecepatan gelombang dan kenaikan tekanan.
Palu air adalah lonjakan tekanan yang terjadi ketika fluida yang bergerak dipaksa berhenti atau berubah arah secara tiba-tiba, seperti penutupan katup yang cepat. Kalkulator ini menyelesaikan persamaan Joukowsky untuk kenaikan tekanan instan dari densitas fluida, kecepatan gelombang, dan perubahan kecepatan, lalu memperkirakan margin rating pipa dan merekomendasikan target waktu penutupan untuk menjaga lonjakan di bawah tekanan desain.
Persamaan Joukowsky: ΔP = ρ × a × ΔV di mana ρ adalah densitas fluida, a adalah celeritas gelombang tekanan, dan ΔV adalah perubahan kecepatan rata-rata. Kecepatan gelombang a = √(K / ρ) / √(1 + (K/E) × (D/t)) di mana K adalah modulus bulk fluida, E adalah modulus Young dinding pipa, D adalah diameter, dan t adalah ketebalan dinding — pipa lebih lunak (E lebih rendah) memberikan a lebih rendah dan lonjakan lebih rendah. Untuk air dalam baja kaku a ≈ 1.300 m/s; dalam pipa PE fleksibel a ≈ 250–400 m/s. Untuk menjaga lonjakan dalam kelas tekanan, targetkan waktu penutupan katup T > 2L/a (periode satu refleksi gelombang penuh), yang memungkinkan deselerasi menyebar sepanjang pipa.
Seorang insinyur utilitas yang memperkirakan lonjakan setelah pompa 500 lpm trip pada pipa 1,2 km menghitung ΔV = 2,1 m/s, ΔP = 26 bar, melebihi kelas pipa — dan menambahkan tangki surge air-vessel untuk meredam gelombang shutdown.
Seorang perancang proses yang menentukan katup air pendingin 200 mm memilih aktuator listrik dengan penutupan 5 s alih-alih solenoid asli 0,5 s, menurunkan lonjakan dari 18 bar ke 3 bar dan menghindari peningkatan kelas pipa.
Seorang teknisi layanan gedung yang menyelidiki pipa bergemuruh pada penutupan mesin cuci memasang arrestor palu air inline yang ditentukan ukurannya menggunakan volume gas yang diperlukan kalkulator untuk rating garis dan tekanan.
Penutupan apa pun yang lebih cepat dari T_c = 2L/a (panjang saluran × 2 / kecepatan gelombang) menghasilkan lonjakan Joukowsky penuh. Penutupan lebih lambat menyebarkan deselerasi dan mengurangi tekanan puncak secara proporsional.
Saluran lebih panjang menyimpan lebih banyak energi kinetik. Kenaikan tekanan Joukowsky sendiri tidak bergantung pada panjang saluran, tetapi durasi denyut tekanan tinggi bergantung (= 2L/a), sehingga kerusakan kelelahan dan kebisingan terdengar berskala dengan panjang.
Ya — udara terperangkap mengompresi dan memantul, menciptakan peristiwa pemisahan kolom dengan lonjakan jauh di atas prediksi Joukowsky. Selalu ventilasi titik tinggi dan gunakan vacuum-breaker pada jalur turun panjang.