双吸离心泵内部流动模拟与输水管道系统安全问题研究

发布时间：2021-08-03 17:57

　　水泵和管道是供水系统的基本水力元件。对于长距离管道供水系统来说,以下三个方面值得深入研究：①双吸离心泵内部流动的数值模拟。水泵的能量特性、汽蚀性能和运行稳定性是水泵设计的三大基本问题。在西北沿黄地区,由于供水系统的水泵扬程和流量较大,一方面难以从现有水泵型谱图上选择合适的双吸离心泵,需要结合工程参数进行泵的水力设计,另一方面,由于泵内流动特征决定着水泵的性能,减小泵内压力脉动既是提高机组运行稳定性的重要措施,也是降低高含沙水流对泵内过流部件磨蚀的关联需求。因此,开展泵内流动的数值模拟,正确认识和控制速度场和压力场的分布,对于优化水泵的设计、缩短设计周期具有重要的理论意义和工程应用价值；②水锤防护措施优化。长管线系统在发生事故停泵后,极易在管线的局部凸起点出现水柱分离及其再弥合现象,产生巨大的弥合水锤压力,因此,对工程中常用的单向调压塔和空气阀的防护特性及结构参数优化方法进行研究,对于保障工程安全、降低工程投资具有重要的意义。③PCCP管的流体--结构耦合分析。由于PCCP管道结构的复杂性,有关PCCP管的有限元分析模型尚不成熟,有关PCCP管在水锤压力下的结构动力响应更不多见。因此,开... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 相关研究进展
    1.3 论文的主要内容
2 叶轮交错布置式双吸离心泵全流道三维定常数值计算
    2.1 交错布置式叶轮降低泵压力脉动的初步分析
    2.2 叶轮交错布置式双吸离心泵的水力设计
    2.3 基于逆向工程的双吸离心泵三维建模
    2.4 双吸离心泵全流道三维定常数值计算
    2.5 本章小结
3 叶轮交错布置式双吸离心泵非定常流动分析
    3.1 外特性预测
    3.2 隔舌区压力脉动分析
    3.3 本章小结
4 管道水锤分析及防护优化研究
    4.1 水锤基本方程及边界条件
    4.2 基于反问题的水锤防护策略优化
    4.3 重力有压管道系统的关阀水锤
    4.4 泵系统事故停泵水锤防护措施优化
    4.5 本章小结
5 预应力钢筒混凝土管(PCCP)结构动力学计算
    5.1 PCCP管计算方法
    5.2 PCCP管应力有限元分析
    5.3 PCCP管动力学分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 论文的主要工作与结论
    6.2 下一步研究的展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]空气阀防护水锤的研究进展[J]. 柯勰,胡云进,万五一.  人民黄河. 2010(12)
[2]在线式调节阀应用与管路水力过渡过程研究[J]. 韩龙.  水利水电技术. 2010(12)
[3]长距离输水系统停泵水锤的数值模拟[J]. 王文全,张立翔,闫妍,曾云.  农业机械学报. 2010(11)
[4]TVD格式在水击数值模拟中的应用[J]. 刘韩生,樊书刚,张丹,张一.  水力发电学报. 2010(04)
[5]离心泵压力脉动测试关键问题分析[J]. 姚志峰,王福军,肖若富,严海军,刘竹青,王敏.  排灌机械工程学报. 2010(03)
[6]长距离有压输水管道系统水锤分析[J]. 唐均,张洪明,王文全.  水电能源科学. 2010(02)
[7]复合式排气阀用于长距离输水系统水锤防护[J]. 樊建军,胡晓东,石明岩.  广州大学学报(自然科学版). 2010(01)
[8]南水北调中线工程PCCP及暗涵输水系统空气阀型式研究[J]. 戚兰英,石维新,张大成.  水利水电技术. 2009(11)
[9]空气阀水锤防护特性的主要影响参数分析及优化[J]. 刘志勇,刘梅清.  农业机械学报. 2009(06)
[10]空气阀在长距离输水工程中的应用[J]. 石建杰.  广西水利水电. 2009(02)

博士论文
[1]泵供水系统水锤防护及节能研究[D]. 朱满林.西安理工大学 2007

硕士论文
[1]ENO格式数值模拟水击过程研究[D]. 樊书刚.西北农林科技大学 2010
[2]缓闭式空气阀在调水工程中的水锤防护效果研究[D]. 柯勰.浙江大学 2010
[3]离心式低浓纸浆泵压力脉动的研究及数值模拟[D]. 季柳金.江苏大学 2006
[4]预应力钢筒混凝土管（PCCP）的有限元分析[D]. 张彩秀.天津大学 2006



本文编号：3320073