萬家寨引黃工程北干線水力過渡過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、一個點上的水流狀態(tài)，如壓力、流速和流量不隨時間變化而變化，稱為恒定流。如果水流狀態(tài)隨時間變化而變化，則稱非恒定流。在實際工程中，由于流量調(diào)節(jié)或事故等原因?qū)е麻L距離輸水系統(tǒng)的恒定流條件被破壞，系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生非恒定流的現(xiàn)象稱為輸水系統(tǒng)的水力過渡過程。過渡過程發(fā)生時，輸水系統(tǒng)沿線的水力參數(shù)隨時間變化發(fā)生急劇變化，往往超出恒定流的設計范圍，從而對輸水系統(tǒng)造成不利影響，尤其是在有壓輸水管路中，由于流速的急劇變化會導致液體內(nèi)部壓強產(chǎn)生迅速地交替升降而產(chǎn)

2、生水錘。如果處理不當，將導致輸水管道系統(tǒng)發(fā)生強烈的振動，管道嚴重變形甚至爆裂。因此對輸水系統(tǒng)過渡過程進行研究，同時進行必要的系統(tǒng)安全計算，對于輸水工程的設計和安全運行都是十分必要的。
　　 本文在總結(jié)前人研究成果的基礎上，系統(tǒng)闡述了非恒定流的基本理論及其計算方法，應用特征線法建立了明渠非恒定流計算模型以及不同水錘防護措施下的重力流關閥水錘計算模型，并選取了合理的數(shù)值計算方法，開發(fā)了水力過渡過程計算機分析系統(tǒng)。本文結(jié)合萬家寨引黃工

3、程北干線輸水工程,對水力過渡過程進行了數(shù)值計算和理論分析，在尋求過渡過程的通用解法的同時，也為工程的設計和運行提供了科學的依據(jù)和建議。本文的研究主要包括以下幾個方面:
　　 (1)總結(jié)了前人研究的成果，系統(tǒng)闡述了非恒定流的基本理論及其特征線法，介紹了明渠非恒定流及水錘計算的初始條件及邊界條件，分析了各種水錘防護措施(套筒閥、活塞式減壓閥、進排氣閥等)的工作機理及適用條件。
　　 (2)以山西省萬家寨引黃工程北干線輸水工程

4、1[＃]隧洞為例，在建立數(shù)學模型的基礎上，采用計算機模擬對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行狀況分析，分析不同流量變化下的各種情況(最終流量、設計流量)，為輸水系統(tǒng)的合理設計和安全高效運行提供技術依據(jù)。
　　 (3)以山西省萬家寨引黃工程北干線輸水工程2[＃]倒虹為例，進行重力流關閥水錘分析計算，采用特征線法結(jié)合閥門對應的邊界條件方程，建立了水力計算模型，對套筒調(diào)節(jié)閥、活塞減壓閥、空氣閥等水錘防護措施下的重力流倒虹輸水系統(tǒng)進行了數(shù)值模擬，提出了重力流