长距离有压输水管道水力过渡过程研究

发布时间：2017-05-20 10:09

  本文关键词：长距离有压输水管道水力过渡过程研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着人类社会的快速发展,人们对水的需求量在不断增加,急剧增加的需水量使我们感到用水紧张。但是,淡水资源的天然分配与人类生存的地理分布不相协调,来水量的时间分配与人类生活的需求差距甚大,加之近些年来水污染的加重,淡水面积的大幅度萎缩,使得水资源短缺问题雪上加霜。为了解决水资源相对短缺与时空分布不均问题,我国投入了大量的人力、物力和财力修建了许多长距离调水工程,把水从水资源丰富的地区输送到水资源短缺的地区。在这些长距离输水工程中,为保证水质不受外界影响,常采用有压管道输水,而有压输水管线的安全防护是最突出的问题。由于其较长的输水线路,复杂的水流条件,容易引起水力过渡过程。其中最常见的是水锤现象,一旦出现水锤,管道会产生震动,甚至爆裂,造成巨大的损失。因此,为满足实际输水的需要,保证输水管线的安全运行,需要对长距离有压输水管道进行水力过渡过程研究。本文在总结长距离调水工程发展进程的基础上,探讨了前人在水力过渡过程研究中采用的方法手段和取得的理论研究成果,分析了水力过渡过程研究的特征线方法和一些边界条件的求解方程,并结合特征线法和各类边界条件,利用水锤数值模拟软件建立了长距离输水管线水锤计算的基本模型。最后结合南水北调中线17号口门有压输水管线配套工程实例,运用特征线法,利用计算机数值模拟技术,对输水管道系统末端阀门关闭和打开过程中的水锤现象及变化规律进行了分析研究,确定了阀门的最优关闭和打开操作规程。本文的研究结果为工程设计和运行管理提供了参考依据和借鉴。
【关键词】：长距离输水 压力管道 水力过渡过程 特征线法 阀门启闭 水锤压力
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV134
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 水锤基本理论的发展11-13
• 1.2.2 水锤计算方法的发展13-14
• 1.3 研究内容与技术路线14-16
• 1.3.1 主要研究内容14-15
• 1.3.2 技术路线15-16
• 2 水力过渡过程基本原理16-22
• 2.1 水力过渡过程基本概念16
• 2.2 水锤计算的特征线方程16-19
• 2.3 出口阀控制节点方程19
• 2.4 水锤计算的初始条件和边界条件19-21
• 2.4.1 初始条件19
• 2.4.2 边界条件19-21
• 2.5 本章小结21-22
• 3 17 号口门输水管线工程及研究模型22-32
• 3.1 工程概况22-24
• 3.1.1 工程规模22-23
• 3.1.2 工程组成23
• 3.1.3 各调节水池特征水位23-24
• 3.2 输水管道特性24-26
• 3.2.1 管道糙率24-25
• 3.2.2 管道局部损失系数25-26
• 3.3 管道水力过渡过程研究的技术要求及工况26-28
• 3.3.1 水力过渡过程研究的技术要求26
• 3.3.2 水力过渡过程研究的工况26-28
• 3.4 压力控制标准28-29
• 3.5 研究模型29-31
• 3.5.1 模型基本方程29
• 3.5.2 模型边界条件29-30
• 3.5.3 模型建立30-31
• 3.6 本章小结31-32
• 4 阀门关闭过程水锤变化研究32-52
• 4.1 工况分析32
• 4.2 关阀工况一研究32-35
• 4.2.1 关阀工况一（1）分析32-33
• 4.2.2 关阀工况一（2）分析33
• 4.2.3 关阀工况一（3）分析33-34
• 4.2.4 关阀工况一（4）分析34-35
• 4.2.5 关阀工况一（5）分析35
• 4.3 关阀工况二研究35-45
• 4.3.1 关阀工况二（1）分析36-38
• 4.3.2 关阀工况二（2）分析38-40
• 4.3.3 关阀工况二（3）分析40-42
• 4.3.4 关阀工况二（4）分析42-44
• 4.3.5 关阀工况二（5）分析44-45
• 4.4 关阀工况三研究45-47
• 4.4.1 关阀工况三（1）分析45-46
• 4.4.2 关阀工况三（2）分析46-47
• 4.4.3 关阀工况三（3）分析47
• 4.5 关阀工况四研究47-49
• 4.5.1 关阀工况四（1）分析47-48
• 4.5.2 关阀工况四（2）分析48-49
• 4.6 本章小结49-52
• 5 阀门打开过程水锤变化研究52-64
• 5.1 工况分析52
• 5.2 开阀工况一研究52-55
• 5.2.1 开阀工况一（1）分析52-53
• 5.2.2 开阀工况一（2）分析53
• 5.2.3 开阀工况一（3）分析53-54
• 5.2.4 开阀工况一（4）分析54
• 5.2.5 开阀工况一（5）分析54-55
• 5.3 开阀工况二研究55-60
• 5.3.1 开阀工况二（1）分析55-56
• 5.3.2 开阀工况二（2）分析56-57
• 5.3.3 开阀工况二（3）分析57-58
• 5.3.4 开阀工况二（4）分析58-59
• 5.3.5 开阀工况二（5）分析59-60
• 5.4 开阀工况三研究60-61
• 5.5 开阀工况四研究61-62
• 5.6 本章小结62-64
• 6 结论与展望64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加的科研项目66-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-72

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