分支管对长距离输水主干管道的水锤防护影响研究

发布时间：2020-04-24 00:06

【摘要】：长距离输水管道工程中管线本身较复杂、构(建)筑物众多,其水锤防护成为保障管道安全运行的一项重要难题。长距离输水管道中常预留多个分水口以满足未来沿线用户的用水需求,考虑远期分水口向用户供水后即形成有压分支管,其水力瞬变过程对主干管道的水锤防护势必会产生一定的影响。所以,我们必须对这类分支管道系统进行详细的水锤计算分析,以保障主干管道的安全运行。本文分析了输水管道中两相流的流态特点及多分支管道相关的水力特性,并讨论了水锤基本微分方程,水锤波在管道分支处的传播与反射,特征线法水锤计算的基本原理,以及水池、阀门、分支点等特殊位置的边界控制方程。文章分析了各类水锤防护设备的优缺点及其相关的边界条件,给出了管路中的水锤计算程序流程图。论文以含有多个预留分水口的某水利枢纽输水管道工程为例,利用C++编程对管道中的水锤现象进行了多种工况下的仿真计算。结合工程案例详细分析了分支管以叠压方式、干管压力直供方式以及设置稳压池并在稳压池进水口安装新型阀门——喷孔对冲式高比例减压控流阀方式向分水区供水时对主干管道的水锤防护影响,并对相关供水方式下分支管数量不同及支干管径比不同时的输水管道进行了详细地水锤计算,研究其对主干管道水锤升压及防护的影响。经水锤计算结果发现,和无分支管时的主干管道水锤压力相比,分支管以叠压方式向分水区直接供水,支干管径比超过1/6时,分支管对主干管道的水锤影响较大,使其水锤升压在原有基础上有所增大;分支管为干管压力直供方式向分水区直接供水,支干管径比超过1/6时,分支管对主干管道的水锤影响较大,但支干管径比为1/6~1/4时,延长一定关阀时间可减小其影响,保证在原有水锤防护措施下主干管道的安全运行;而分支管采用设置稳压池并在稳压池进水口安装喷孔对冲式高比例减压控流阀方式向分水区供水,分支管的数量及管径大小对主干管道的水锤升压影响均较小,对主干管道系统进行水锤计算及其防护设计时可以忽略其影响,所以分支管采用此方式供水,能保障在原有水锤防护措施下主干管道的安全运行,为最安全的输水运行方式。本研究成果可为类似管道工程的水锤防护提供参考。
【图文】：

管路示意图

水柱分离与断流弥合示意图
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU991.39

【参考文献】

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1 杨庆华;翟龙;罗欢;;长距离高落差有压重力流输水特性研究[J];给水排水;2015年12期

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3 李江;徐燕;张金承;;长距离重力流输水工程分级减压设计优化与水锤防护分析[J];水利水电技术;2015年09期

4 李小周;朱满林;陶灿;;空气阀型式对压力管道水锤防护的影响[J];排灌机械工程学报;2015年07期

5 邓安利;蒋劲;兰刚;范征;刘政;;长距离输水工程停泵水锤的空气罐防护特性[J];武汉大学学报(工学版);2015年03期

6 郑兴兴;张健;何喻;苗帝;;空气阀的水锤防护性能及其在联合防护中的应用[J];水电能源科学;2014年02期

7 张志军;何文杰;陶其育;黄廷林;;城镇输水管道中水锤计算方法的优化分析[J];给水排水;2013年09期

8 薛海;王宇;刘文静;董明家;;不同角度分水口流动特性的数值模拟[J];华北水利水电学院学报;2013年02期

9 杨开林;郭永鑫;付辉;郭新蕾;;管道充水水力瞬变模型相似律[J];水利学报;2012年10期

10 高金良;郑成志;刁美玲;金溪;杜明启;;高起伏长输管线水锤模拟及防护方案优选[J];哈尔滨工业大学学报;2012年08期

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本文编号：2638305