長距離輸水管道空氣閥參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、長距離輸水管道系統(tǒng)會受到地形條件、建筑物等外界因素的限制,造成輸水管線起伏較大,水流條件不穩(wěn)定,容易產(chǎn)生復雜的水力瞬變現(xiàn)象。特別是當水泵突然發(fā)生事故停泵時,輸水管道上會發(fā)生水柱分離及再彌合現(xiàn)象,嚴重時會造成管道斷裂、供水中斷、損壞設備,產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失?？諝忾y作為必不可少的水錘防護措施,對其防護效果及參數(shù)優(yōu)化的研究有著重大的實際意義。
　　本文首先對水錘的基本微分方程及用于水錘計算的特征線法進行了詳細的介紹,建立了各種基本邊界條

2、件、事故停泵邊界條件和空氣閥邊界條件。然后,介紹了空氣閥在長距離輸水管道中的作用、空氣閥的類型及空氣閥的工作原理,并結(jié)合工程實例,對穩(wěn)態(tài)工況和事故停泵工況進行水力分析,分別對無任何防護措施、泵后止回閥兩階段關(guān)閉、安裝一階段關(guān)閉空氣閥、安裝兩階段關(guān)閉空氣閥等四種工況進行了數(shù)值模擬,對一階段關(guān)閉空氣閥和兩階段關(guān)閉空氣閥的水錘防護效果進行了比較,并利用商業(yè)軟件對程序模擬結(jié)果進行校核。最后,對空氣閥的安裝位置、進排氣系數(shù)、進排氣面積、臨界壓力以

3、及泵后止回閥的關(guān)閉規(guī)律等各參數(shù)進行了優(yōu)化研究,并對其進行敏感性分析,找出這些參數(shù)設置的規(guī)律。
　　通過對空氣閥水錘防護效果的研究表明:在長距離輸水管道上合理的布置空氣閥,可以有效地降低管道中的負壓現(xiàn)象,但正壓會有所增大。一階段關(guān)閉空氣閥和兩階段關(guān)閉空氣閥對負壓水錘的防護效果相差不大,但對正壓水錘的防護效果存在明顯的差異,通過比較發(fā)現(xiàn),兩階段關(guān)閉空氣閥的水錘防護效果優(yōu)于一階段關(guān)閉空氣閥。所以,在實際工程中應該選擇兩階段關(guān)閉空氣閥作為