山西省西仵泵站水锤模拟研究

发布时间：2024-12-22 02:26

　　长距离泵站输水工程作为一种利用提水泵站和有压管道进行输水的水利工程,在水资源调配、跨流域引水、城市及工农业供水等方面举足轻重,是解决水资源分布地域差异的必要工程措施。长距离有压输水管道具有水量损失少,运行维护方便等优点。但是,当电网事故或者忽雷闪电、暴风大雨等自然灾害造成水泵机组突然停机,管道系统内很容易发生压力剧烈升高和降低的水力瞬变现象。当供水系统难以承受压力的变化时,爆管事故就会产生。无论是作为主要或辅助设备的进排气和水锤防护措施,空气阀现已成为供水系统中一项重要的管路水力组件和主流产品。因此,深入研究泵站系统的水力过渡过程、空气阀防护水锤机理及效果,对大水网的建设、全国大中型泵站系统安全的改造升级至关重要。本文在国内外已有研究基础之上,针对西仵泵站发生停泵水锤事故工况进行了模拟,本研究的主要内容包括:1.基于空气阀结构及水力特性,系统阐述了其工作原理、布置原则及实际工程中易存在的问题等;2.运用瞬变流基本理论及特征线法,推导了有压输水管道的水锤计算模型;鉴于空气阀进、排气过程的复杂性,基于理想气体状态方程,推导了空气阀模型;3.结合具有典型长距离输水特征的辛安泉改扩建工程进行水锤...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1微元体受力分析图

根据牛顿第二定律[69]对有压管道中的微小流体进行受力分析,微元体受力分析图如下图2-1所示:根据动量定理可得:

图2-2微元体质量守恒分析图

根据质量守恒定理推导水锤的连续性方程。微元体质量守恒分析图如下图所示。由质量守恒定理可得:

图2-3特征线法示意图

式(2-43)和式(2-44)即为正负特征方程,如图2-3所示,A点和B点代表地点x和时刻t已给定的两个点,他们的H和V是已知的。2.3.2有限差分方程式

图2-4不同断面水锤值求解示意图

式中:进一步简化,可得:

本文编号：4019291