水（和溶解空氣）的可壓縮性導致水的作用不同于金屬柱。如果它不可壓縮，其前緣將被永久壓碎，或者整個色譜柱將向后彈回。當水柱的前緣碰到關閉的閥門時，它突然停止。由于前緣后面的水仍在運動，因此開始壓縮。即使前緣已停止，這也允許少量水繼續流入管道。當流動停止時，其所有運動動能以及由于壓縮而產生的動能都轉換為壓力能。

壓縮從水柱的前緣開始，由于它產生的額外能量無法繼續通過關閉的閥門，因此會產生壓力或沖擊波，并沿著阻力最小的路徑傳播，在此示例中，該路徑返回上游。它的開始類似于在空氣中傳播的聲波撞擊類似的屏障時產生的回聲。當波撞擊上游閥門時，它將被反射回下游，但強度減弱。這種來回運動一直持續到摩擦和反射損耗導致波消失為止。波浪傳播的速度及其在傳播過程中損失的能量取決于其傳播介質的密度和可壓縮性。水的密度和可壓縮性使其成為沖擊波產生和傳播的良好介質。

由液壓沖擊產生的壓力波具有與聲波相似的特性，并且以相似的速度傳播。水錘壓力波協商管道長度所需的時間就是管道長度除以水中的聲速（大約4,860英尺每秒[ft / sec]）。在水錘分析中，經常使用的時間常數描述了波從開始到次要屏障然后再返回的過程。它的形式為Tc = 2L / a（其中L是管道長度，a是波速，即聲速）。在1,000英尺長的管道中，波浪可以在不到半秒的時間內完成一次完整的往返。

P（附加）= aV / 2.31g 
公式1

P =沖擊波產生的附加壓力
a =波速
V =管中流動的水的速度，以英尺/秒為
單位g =萬有引力常數32 ft / sec ²
2.31 =壓力轉換常數。

該沖擊波產生的壓力與波速和管道中流動的水速都成正比。盡管公式1沒有考慮管長度，直徑和彈性的影響，但它將為水錘壓力波產生的附加壓力提供一些見識。

在5英尺/秒的管道速度下，由沖擊波產生的附加壓力約為328 psi。將該速度增加到10 ft / sec，將附加壓力增加到大約657 psi。顯然，未設計為適應這種增加的壓力的系統經常會損壞甚至毀壞。

圖2.帶有分支電路的主管道

閥門關閉與開啟

水錘的主要原因之一是閥門突然關閉。圖2顯示了帶有“三通”饋送支路的主管道。在支路的末端是一個閥門。黑色箭頭表示主管線和分支管線中的流向，紫色箭頭表示分支管線的長度。與圖1中的系統一樣，閥門充當主要屏障，但這次的次要屏障是“三通”。

如果水在支管中流動且閥門迅速關閉，則會產生沖擊波。在我們的假設示例中，它的開始遵循相同的事件順序。一個小區別是，由于“ Tee”通向兩側的主管道，因此某些波的強度會丟失。盡管如此，仍有很大一部分會反射回閥。

P = 0.07（VL / t）
公式2

P =沖擊波產生的附加壓力
V =流速（以英尺/秒為單位）
L =擋板之間的管道長度（以英尺為單位）
t =閥門關閉時間（以秒為單位）。
0.07 =導出常數。

此示例的不同之處在于，我們可以對閥門關閉時間進行一些控制。在我們的假設示例中，閥門以接近光速的速度關閉。閉合時間對水錘的產生和強度有重要影響。其他兩個變量，流速和管道長度也是主要因素。公式2顯示了這三個變量的關系。沖擊波產生的附加壓力與流速和管道長度成正比，與關閉時間成反比。換句話說，較高的V或L值將增加壓力，而較高的t值將導致壓力降低。表1顯示了使用不同的速度，管道長度和關閉時間時，該方程式的結果。V值為5和10英尺/秒，L值為100和1,000英尺，和t值為1和2秒。每個示例中有兩個變量是常量。

表1.不同速度，管道長度和關閉時間所產生的附加壓力

該表的兩列都說明了速度和長度的比例影響-壓力隨著它們的增加而增加。右欄中的較低值說明了時間的反比關系。這些壓力是左欄中的一半，因為關閉時間增加了一倍。L的值通常是固定的，并取決于應用程序，但是我們可以對其他兩個變量進行實質控制。通過這樣做，我們可以消除或大大降低水錘效應。

管道直徑及其材料的彈性也會影響所產生的壓力。更大直徑和更多彈性的材料吸收了一些沖擊波的強度，因此降低了產生的壓力。幾家管道制造商發布了曲線或表格，顯示了各種直徑和材料的水錘潛在的壓力增加。

假設分支管路閥已關閉。如果快速打開，其效果類似于快速關閉的效果。當閥門快速打開時，支管會立即出現壓力下降，而來自主管的進水會加速以前的靜態塔。由于摩擦和其他因素限制了其流動，因此色譜柱的前部可作為初始屏障并引起水擊。通常，其影響遠小于閥門關閉的影響，通常被稱為“喘振”。不過，在某些情況下，這種喘振可能會造成破壞。