คำนวณความเร็วคลื่นและการเพิ่มแรงดัน
วอเตอร์แฮมเมอร์คือคลื่นความดันกระชากที่เกิดขึ้นเมื่อของเหลวที่กำลังเคลื่อนที่ถูกบังคับให้หยุดหรือเปลี่ยนทิศทางอย่างกะทันหัน เช่น การปิดวาล์วเร็ว เครื่องคำนวณนี้แก้สมการ Joukowsky สำหรับความดันกระชากทันทีจากความหนาแน่นของเหลว ความเร็วคลื่น และการเปลี่ยนแปลงความเร็ว จากนั้นประมาณระยะห่างพิกัดท่อและแนะนำเวลาปิดเพื่อควบคุมคลื่นความดันให้ต่ำกว่าความดันออกแบบ
สมการ Joukowsky: ΔP = ρ × a × ΔV โดย ρ คือความหนาแน่นของเหลว a คือความเร็วคลื่นความดัน และ ΔV คือการเปลี่ยนแปลงความเร็วเฉลี่ย ความเร็วคลื่น a = √(K / ρ) / √(1 + (K/E) × (D/t)) โดย K คือโมดูลัสความยืดหยุ่นของเหลว E คือโมดูลัส Young ของผนังท่อ D คือเส้นผ่านศูนย์กลาง และ t คือความหนาผนัง — ท่อที่อ่อนกว่า (E ต่ำกว่า) ให้ a ต่ำกว่าและคลื่นความดันต่ำกว่า สำหรับน้ำในเหล็กแข็ง a ≈ 1,300 m/s ในท่อ PE ยืดหยุ่น a ≈ 250–400 m/s เพื่อควบคุมคลื่นความดันให้อยู่ในประเภทท่อ ตั้งเวลาปิดวาล์ว T > 2L/a (คาบเวลาสะท้อนคลื่นเต็มหนึ่งรอบ) ซึ่งกระจายการชะลอความเร็วตลอดความยาวท่อ
วิศวกรสาธารณูปโภคที่ประมาณคลื่นความดันหลังจากปั๊ม 500 lpm หยุดในท่อยาว 1.2 km คำนวณ ΔV = 2.1 m/s, ΔP = 26 bar ซึ่งเกินประเภทท่อ — จึงเพิ่มถังอากาศดูดซับคลื่นความดันเพื่อรองรับคลื่นการหยุด
ผู้ออกแบบกระบวนการที่กำหนดวาล์วน้ำหล่อเย็น 200 mm เลือกตัวขับไฟฟ้าที่ปิดใน 5 วินาทีแทนโซเลนอยด์เดิม 0.5 วินาที ลดคลื่นความดันจาก 18 bar เหลือ 3 bar หลีกเลี่ยงการอัปเกรดประเภทท่อ
ช่างเทคนิคอาคารที่สืบสวนเสียงดังในท่อเมื่อเครื่องซักผ้าปิดน้ำ ติดตั้งตัวดูดซับวอเตอร์แฮมเมอร์อินไลน์ที่เลือกขนาดด้วยเครื่องคำนวณตามปริมาตรก๊าซที่ต้องการและพิกัดความดันของสาย
การปิดใดๆ ที่เร็วกว่า T_c = 2L/a (ความยาวสาย × 2 / ความเร็วคลื่น) จะสร้างคลื่นความดัน Joukowsky เต็มที่ การปิดช้ากว่ากระจายการชะลอความเร็วและลดความดันสูงสุดตามสัดส่วน
สายยาวกักเก็บพลังงานจลน์มากกว่า ความดันกระชาก Joukowsky เองไม่ขึ้นอยู่กับความยาวสาย แต่ระยะเวลาของพัลส์ความดันสูงขึ้นอยู่กับมัน (= 2L/a) ดังนั้นความเสียหายจากความล้าและเสียงดังจึงสัมพันธ์กับความยาว
ได้ — อากาศที่ติดค้างจะอัดและดีดตัวกลับ สร้างเหตุการณ์การแยกคอลัมน์ที่มีความดันกระชากสูงกว่าการพยากรณ์ Joukowsky มาก ควรระบายอากาศที่จุดสูงและใช้ตัวป้องกันสุญญากาศในสายยาวที่ลาดลง