长距离有压输水工程泵站水锤的数值分析
发布时间：2021-02-15 19:01
综合考虑了长距离有压输水系统中的泵、泵后阀门、空气阀、调压井、异性串联管、下游水库等各种内、外边界条件,采用特征-差分方法,针对实际工程的泵站水锤问题,通过数值方法对事故停泵后重新启泵的时间间隔、输水系统管线糙率等要素进行了敏感性分析。结果表明,合理的启泵时间间隔有助于改善有压输水系统及其部件在水力过渡过程中的水动力特性,并缩减调压井尺寸及相应工程造价;管线糙率对水头损失和水锤波衰减存在影响,对全系统在水力过渡过程中的水动力特性影响较小。
【文章来源】：水利水电科技进展. 2020,40(02)北大核心
【文章页数】：7 页
【图文】：
特征-差分网格
四平干线为吉林省中部城市引松供水工程中的一条干线,取水口位于总干线末端的冯家岭分水枢纽,终点为下三台水库,两者之间为大黑山主脉。输水线路总长97.32 km,有多个分水口、检修阀、空气阀、泄水阀、调压井、通风竖井等,沿线管道坡度变化由于地势原因也非常复杂。工程布置情况与管线高程H沿程变化情况如图2所示。可见,影响该输水工程供水设计和运行可靠性的因素众多,任意一处构筑物遭到破坏都将影响输水系统的正常运行。泵站设计流量为8.8 m3/s,相应泵站出口压力线高程为256.78 m,管线末端处的中心线高程为211.58 m。根据设计资料,隧洞、预应力钢筒混凝土管(PCCP)、钢管(SP)设计糙率分别为0.014 0、0.011 5、0.012 0,由于工程资料存在不可避免的误差,且工程长期运行后必然会出现管壁损耗引起管道糙率增加,因此分别再选取4组糙率组合,针对这5组糙率组合进行了恒定流计算。糙率组合的取值以及由恒定流计算得到的下游边界条件如表1所示。
泵站机组采用卧式单级双吸离心泵(三用一备),泵站机组的基本参数如下:额定水头hn=15 m,额定流量Qn=2.95 m3/s,额定转速Nn=425 r/min,额定功率Pn=560 kW,转动惯量J=185 kg·m2,额定效率ηn=89.2%。根据这些基本参数通过计算比转速得到泵站机组的无因次全特性曲线WH、WB[19],结果如图3所示。2.2.2 调压井
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有限体积法Godunov格式的水锤计算模型[J]. 赵越,周领,刘德有,张永会,王家泽,曹云,潘天文. 水利水电科技进展. 2019(01)
[2]Transient air-water flow patterns in the vent tube in hydropower tailrace system simulated by 1-D-3-D coupling method[J]. 王希晨,张健,俞晓东,陈胜. Journal of Hydrodynamics. 2018(04)
[3]安装有空气阀的输水管路系统空管充水过程瞬态分析[J]. 王玲,王福军,黄靖,罗建群,桂新春,谢爱华. 水利学报. 2017(10)
[4]设置并联调压室的长引水式水电站稳定性分析[J]. 周建旭,邵卫红,黄笑同,朱飞. 河海大学学报(自然科学版). 2014(02)
[5]保水堰的交替水流数值模拟初探[J]. 万五一,李玉柱,王建军. 水利水电科技进展. 2006(01)
本文编号：3035380
【文章来源】：水利水电科技进展. 2020,40(02)北大核心
【文章页数】：7 页
【图文】：
特征-差分网格
四平干线为吉林省中部城市引松供水工程中的一条干线,取水口位于总干线末端的冯家岭分水枢纽,终点为下三台水库,两者之间为大黑山主脉。输水线路总长97.32 km,有多个分水口、检修阀、空气阀、泄水阀、调压井、通风竖井等,沿线管道坡度变化由于地势原因也非常复杂。工程布置情况与管线高程H沿程变化情况如图2所示。可见,影响该输水工程供水设计和运行可靠性的因素众多,任意一处构筑物遭到破坏都将影响输水系统的正常运行。泵站设计流量为8.8 m3/s,相应泵站出口压力线高程为256.78 m,管线末端处的中心线高程为211.58 m。根据设计资料,隧洞、预应力钢筒混凝土管(PCCP)、钢管(SP)设计糙率分别为0.014 0、0.011 5、0.012 0,由于工程资料存在不可避免的误差,且工程长期运行后必然会出现管壁损耗引起管道糙率增加,因此分别再选取4组糙率组合,针对这5组糙率组合进行了恒定流计算。糙率组合的取值以及由恒定流计算得到的下游边界条件如表1所示。
泵站机组采用卧式单级双吸离心泵(三用一备),泵站机组的基本参数如下:额定水头hn=15 m,额定流量Qn=2.95 m3/s,额定转速Nn=425 r/min,额定功率Pn=560 kW,转动惯量J=185 kg·m2,额定效率ηn=89.2%。根据这些基本参数通过计算比转速得到泵站机组的无因次全特性曲线WH、WB[19],结果如图3所示。2.2.2 调压井
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有限体积法Godunov格式的水锤计算模型[J]. 赵越,周领,刘德有,张永会,王家泽,曹云,潘天文. 水利水电科技进展. 2019(01)
[2]Transient air-water flow patterns in the vent tube in hydropower tailrace system simulated by 1-D-3-D coupling method[J]. 王希晨,张健,俞晓东,陈胜. Journal of Hydrodynamics. 2018(04)
[3]安装有空气阀的输水管路系统空管充水过程瞬态分析[J]. 王玲,王福军,黄靖,罗建群,桂新春,谢爱华. 水利学报. 2017(10)
[4]设置并联调压室的长引水式水电站稳定性分析[J]. 周建旭,邵卫红,黄笑同,朱飞. 河海大学学报(自然科学版). 2014(02)
[5]保水堰的交替水流数值模拟初探[J]. 万五一,李玉柱,王建军. 水利水电科技进展. 2006(01)
本文编号：3035380
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