长距离有压调水系统新型空气罐水力性能研究
发布时间：2022-01-06 14:34
随着社会发展,长距离有压调水工程的复杂性和多样性增加,水锤防护问题日益突出,空气罐在调水工程中获得广泛应用,根据工程条件来选择合适的防护水锤措施对于实际工程来说,具有重要意义。本文对空气罐在长距离有压调水工程的水锤防护进行了深入研究,提出一种新型空气罐,并对其水力性能做出探讨,主要内容如下:（1）综述了国内外空气罐在数值模拟、联合防护、结构型式、布置方案、参数优化等方面的研究进展,推导了用于水锤计算的特征线法以及基本边界条件的求解过程。（2）分析了常规空气罐的局限性,在常规空气罐的基础上提出可调中心竖管空气罐,建立了可调中心竖管空气罐的数学模型。（3）通过物理模型试验与数值模拟计算对比,验证了数学模型用于调水系统水力过渡过程模拟计算的可行性。（4）以实际工程为背景,结合数值模拟计算,研究常规空气罐与可调中心竖管空气罐的水锤防护特性并进行了对比分析,结果表明可调中心竖管空气罐兼顾结构和防护性能,与常规空气罐相比经济性更强。（5）针对可调中心竖管空气罐中心竖管的长度、直径以及底部连接管直径等结构参数进行对比分析,研究参数改变对可调中心竖管空气罐水力性能的影响规律。结果表明中心竖管长度越长,...
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
运动方程控制体Fig.2-1Controlvolumeofmotionequation
华北水利水电大学硕士学位论文10式（2-7）即为水锤运动方程。2.2.2连续方程图2-2所示为固定的管道控制体。由质量守恒定理，流入控制体的水体质量与流出之差，相当于控制体内水体质量随时间产生变化[47]，即：图2-2连续方程控制体Fig.2-2ControlvolumeofcontinuityequationAvAxAvAvxxt（2-8）整理得：0AAvtx（2-9）又因为：dvdtxt（2-10）dAAAvdtxt（2-11）将式（2-10）与式（2-11）代入带式（2-9）中可得：110ddAvdtAdtx（2-12）由波速111cddAdpAd得：
2水锤计算基本理论131102dHdvvvcdtgdtgDCdxcdt（2-30）1102dHdvvvcdtgdtgDCdxcdt（2-31）对于给定管道，c一般是常数，由图2-3所示，在xt平面上由斜率为c的特征线，随这些特征线，方程C、C确立。将长度为L的管段分为N部分，每部分长为xL/N，取时间步长tx/c，如图2-4所示，绘制出xt平面上的矩形网格。其中，沿特征线EP，满足C方程，沿特征FP，满足C方程。图2-3xt平面上的特征线Fig.2-3Characteristiclinesonxtplane图2-4xt特征线网格Fig.2-4Characteristiclinegridsonxtplane由管道流量QAV，以cdtdx代入式（2-30），沿C特征线积分，得：202PPPEEEcdHdQQQdxgAgDA（2-32）即：202PPEPEEcHHQQQQdxgAgDA（2-33）假设式（2-33）积分号里的被积函数在点E，即i1x，可导，得：
【参考文献】：
期刊论文
[1]橡胶内胆弹性系数对气囊式空气罐运行影响研究[J]. 周虹均. 工程与建设. 2019(04)
[2]长距离供水工程空气罐调压塔联合防护水锤[J]. 王思琪,俞晓东,倪尉翔,张健. 排灌机械工程学报. 2019(05)
[3]空气罐单向塔在停泵水锤中的联合防护研究[J]. 罗浩,李明治,吴宇帆. 东北水利水电. 2018(09)
[4]长距离输水管线事故停泵水锤防护方法分析[J]. 张毅鹏,刘梅清,刘志勇,吴远为,薛菲,梅洁,荣志辉. 中国农村水利水电. 2018(08)
[5]空气罐的水锤防护特性及其工程应用[J]. 魏振荣. 东北水利水电. 2017(06)
[6]蝶阀关闭时间对停泵水锤的影响[J]. 郭亚丽,张玉胜. 水电能源科学. 2017(05)
[7]停泵时泵后非瞬时降压的空气罐水锤防护方案[J]. 何城,张健,俞晓东,陈胜. 水电能源科学. 2017(04)
[8]卧式空气罐的水锤防护性能[J]. 何城,张健,郑源,王焰康,何东阳. 排灌机械工程学报. 2017(02)
[9]长距离有压管道输水系统的停泵水锤安全防护及优化[J]. 薛长青,叶焰中,李良庚,赵文胜,吴远为,林鹏. 中国农村水利水电. 2016(08)
[10]双机共尾水溢流式调压室过渡过程研究[J]. 刘甲春,张健,俞晓东. 人民长江. 2016(10)
博士论文
[1]气垫式调压室过渡过程的计算研究[D]. 张晓宏.西安理工大学 2007
硕士论文
[1]双输水管设置连通管的数量对水锤影响分析[D]. 黎丹.长安大学 2018
[2]长距离有压输水管道水力过渡过程研究[D]. 张学林.华北水利水电大学 2016
[3]长距离重力流输水管道系统的水锤防护研究[D]. 辛亚娟.长安大学 2007
本文编号：3572633
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
运动方程控制体Fig.2-1Controlvolumeofmotionequation
华北水利水电大学硕士学位论文10式（2-7）即为水锤运动方程。2.2.2连续方程图2-2所示为固定的管道控制体。由质量守恒定理，流入控制体的水体质量与流出之差，相当于控制体内水体质量随时间产生变化[47]，即：图2-2连续方程控制体Fig.2-2ControlvolumeofcontinuityequationAvAxAvAvxxt（2-8）整理得：0AAvtx（2-9）又因为：dvdtxt（2-10）dAAAvdtxt（2-11）将式（2-10）与式（2-11）代入带式（2-9）中可得：110ddAvdtAdtx（2-12）由波速111cddAdpAd得：
2水锤计算基本理论131102dHdvvvcdtgdtgDCdxcdt（2-30）1102dHdvvvcdtgdtgDCdxcdt（2-31）对于给定管道，c一般是常数，由图2-3所示，在xt平面上由斜率为c的特征线，随这些特征线，方程C、C确立。将长度为L的管段分为N部分，每部分长为xL/N，取时间步长tx/c，如图2-4所示，绘制出xt平面上的矩形网格。其中，沿特征线EP，满足C方程，沿特征FP，满足C方程。图2-3xt平面上的特征线Fig.2-3Characteristiclinesonxtplane图2-4xt特征线网格Fig.2-4Characteristiclinegridsonxtplane由管道流量QAV，以cdtdx代入式（2-30），沿C特征线积分，得：202PPPEEEcdHdQQQdxgAgDA（2-32）即：202PPEPEEcHHQQQQdxgAgDA（2-33）假设式（2-33）积分号里的被积函数在点E，即i1x，可导，得：
【参考文献】：
期刊论文
[1]橡胶内胆弹性系数对气囊式空气罐运行影响研究[J]. 周虹均. 工程与建设. 2019(04)
[2]长距离供水工程空气罐调压塔联合防护水锤[J]. 王思琪,俞晓东,倪尉翔,张健. 排灌机械工程学报. 2019(05)
[3]空气罐单向塔在停泵水锤中的联合防护研究[J]. 罗浩,李明治,吴宇帆. 东北水利水电. 2018(09)
[4]长距离输水管线事故停泵水锤防护方法分析[J]. 张毅鹏,刘梅清,刘志勇,吴远为,薛菲,梅洁,荣志辉. 中国农村水利水电. 2018(08)
[5]空气罐的水锤防护特性及其工程应用[J]. 魏振荣. 东北水利水电. 2017(06)
[6]蝶阀关闭时间对停泵水锤的影响[J]. 郭亚丽,张玉胜. 水电能源科学. 2017(05)
[7]停泵时泵后非瞬时降压的空气罐水锤防护方案[J]. 何城,张健,俞晓东,陈胜. 水电能源科学. 2017(04)
[8]卧式空气罐的水锤防护性能[J]. 何城,张健,郑源,王焰康,何东阳. 排灌机械工程学报. 2017(02)
[9]长距离有压管道输水系统的停泵水锤安全防护及优化[J]. 薛长青,叶焰中,李良庚,赵文胜,吴远为,林鹏. 中国农村水利水电. 2016(08)
[10]双机共尾水溢流式调压室过渡过程研究[J]. 刘甲春,张健,俞晓东. 人民长江. 2016(10)
博士论文
[1]气垫式调压室过渡过程的计算研究[D]. 张晓宏.西安理工大学 2007
硕士论文
[1]双输水管设置连通管的数量对水锤影响分析[D]. 黎丹.长安大学 2018
[2]长距离有压输水管道水力过渡过程研究[D]. 张学林.华北水利水电大学 2016
[3]长距离重力流输水管道系统的水锤防护研究[D]. 辛亚娟.长安大学 2007
本文编号：3572633
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