緩閉式空氣閥在調(diào)水工程中的水錘防護(hù)效果研究.pdf

1、修建遠(yuǎn)距離跨流域調(diào)水工程，是解決地區(qū)間水資源分布不均衡的途徑之一。調(diào)水工程通過(guò)調(diào)劑地區(qū)間的水量余缺，從而實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，使水資源得到充分合理的利用。在調(diào)水工程有壓管道輸水系統(tǒng)中，閘閥的啟閉、泵的啟動(dòng)和突發(fā)性事故停泵，都將引起管道內(nèi)水流速度的突然變化，從而導(dǎo)致管道內(nèi)壓力大幅度升高和降低的交替變化，形成水錘。水錘正壓和水錘負(fù)壓對(duì)管道危害都十分巨大，因此，對(duì)有壓管道水錘進(jìn)行理論分析和預(yù)測(cè)控制研究，采取適當(dāng)?shù)乃N防護(hù)措施，確保工程安全運(yùn)行

2、，具有重大的理論意義和實(shí)用價(jià)值?？諝忾y是一種用于防止水錘過(guò)程中管線產(chǎn)生負(fù)壓的水錘防護(hù)裝置，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、投資省、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，在調(diào)水工程中應(yīng)用廣泛。然而，傳統(tǒng)空氣閥在解決管線負(fù)壓?jiǎn)栴}的同時(shí)，在排氣末期往往由于關(guān)閥過(guò)快，引起較大的水錘正壓，給管線帶來(lái)副作用。為達(dá)到理想的水錘防護(hù)效果，緩閉式空氣閥應(yīng)運(yùn)而生。但是目前對(duì)緩閉式空氣閥的理論研究還相當(dāng)缺乏，數(shù)值模擬還是采用傳統(tǒng)空氣閥的數(shù)學(xué)模型，只是通過(guò)取較小的排氣系數(shù)來(lái)區(qū)別于傳統(tǒng)空氣閥，這顯然與

3、緩閉式空氣閥的實(shí)際工作原理是有出入的。此外，其設(shè)計(jì)也多依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，理論研究遠(yuǎn)落后于實(shí)踐。因此，建立緩閉式空氣閥的數(shù)學(xué)模型，對(duì)其防護(hù)水錘效果進(jìn)行研究，并對(duì)影響防護(hù)效果的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析，不僅具有重大的理論意義，而且研究成果可為緩閉式空氣閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 (1)介紹論文的研究背景及意義，簡(jiǎn)述水錘的成因、分類、危害及防護(hù)措施，對(duì)空氣閥的研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)地評(píng)述。
　　 (2)論

4、述了水錘的基本微分方程及水錘計(jì)算的特征線法，運(yùn)用特征線法建立了調(diào)水工程中常見的邊界條件，包括上下游邊界條件、閥門邊界條件、水泵機(jī)組邊界條件和空氣閥邊界條件，對(duì)各種邊界條件的求解進(jìn)行了研究，并編寫了相應(yīng)的計(jì)算程序。
　　 (3)根據(jù)緩閉式空氣閥兩階段排氣的工作原理，在傳統(tǒng)空氣閥數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了緩閉式空氣閥排氣階段的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)數(shù)值計(jì)算，比較了緩閉式空氣閥與傳統(tǒng)空氣閥的防護(hù)效果差異，分析了影響緩閉式空氣閥水錘防護(hù)效果的各項(xiàng)