多处断流弥合水锤的水力过渡流态分析及预测控制研究
本文选题：水力过渡流态 + 断流弥合水锤 ； 参考：《长安大学》2017年博士论文
【摘要】：输水管道系统运行时常因发生事故停泵、工人误操作等导致管道中流速变化过快继而引发管道压力震荡,这种现象称为水锤。其中以发生断流弥合水锤产生的破坏力最大,断流空腔弥合产生的水锤压力可以达到普通水锤压力的十几倍,是造成管道爆破事故的主要原因。水锤现象在瞬间发生,不易捕捉现象,而且断流弥合水锤产生的破坏力极强,难以通过实际工程来进行理论实验,主要依托实验模型来进行研究。以往学者的实验大多以实现单处断流弥合水锤作为研究模型,多处同时发生的断流弥合水锤相比单处断流弥合水锤情况有所不同。由于多处断流弥合产生水锤波的反射和叠加,产生的压力升高和空腔长度都要超出单处断流的情况。目前对多处断流弥合水锤的特性认识和模拟计算模型准确度方面还存在不足,有待于进一步的深入研究。水力瞬变过渡过程的预测控制研究是优化工程设计、降低工程造价、确保工程安全运行的关键,具有重要的实用价值。本课题建立断流弥合水锤实验平台,能够实现多处断流弥合水锤同时发生。观察实验现象,并对水力过渡流态进行理论分析。采用不同流速、关阀速度,设定多组实验方案,总结出断流弥合升压和断流长度的影响因素。通过高速摄像机观察断流空腔形态及断流空腔弥合过程中的水面曲线,对水锤模拟计算模型提供对比参考。本课题对多处断流弥合水锤的预测控制展开研究,在前人已有的理论基础上,在建立含有多处断流弥合水锤的模拟计算程序方面作了进一步的研究。新程序以C++语言为基础,在文中简称C程序。新程序应用到水泵全特性曲线的五次拟合方法、完善了水锤波速的计算公式、考虑了水力瞬变过程中的摩阻变化。新程序以管段为断流空腔模型单元,此模型在模拟断流空腔弥合过程中很好的描述了水面曲线的变化,和实际情况很相似。优化了程序的线程数目,提高了水锤计算模型的运行速度。新程序模拟计算值与实验室实测数据进行对比,新程序模拟实验工况误差在可接受范围内。最后通过与国外几款软件对实验室工况和实际工程项目模拟计算结果的对比分析,可知新程序在准确性和计算速度方面均有可取性,值得推广应用。
[Abstract]:This paper studies the characteristics of water hammer and its effect on hydraulic transient . It is very difficult to capture the water hammer . The new procedure is based on C ++ language . It is difficult to capture the water hammer .
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU991.39
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，本文编号：1881654
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