長距離輸水管線安全運行的水力過渡過程研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TU991.3學校代碼：10213國際圖書分類號：628.1密級：公開工學博士學位論文工學博士學位論文長距離輸水管線安全運行的水力過渡過程研究博士研究生：于景洋導師：張杰教授副導師：袁一星教授申請學位：工學博士學科：市政工程所在單位：市政環(huán)境工程學院答辯日期：2009年12月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學摘要I摘要長距離輸水管線把位于較遠的水源輸送到城鎮(zhèn)，解決了城鎮(zhèn)水源短缺以及水源單一的問題，但長距離輸水管線多為單管或雙管

2、，其運行安全問題成為輸水工程中的重點和難點。而長距離輸水管線出現(xiàn)安全問題的流態(tài)常集中水力過渡過程，根據(jù)非滿流和有壓流水力過渡過程理論，分析流體狀態(tài)，建立數(shù)學模型，分析安全運行的影響因素，解決影響輸水安全的灌水流量、水頭線到達時間、流量安全調(diào)節(jié)、安全停水等工程問題。水力過渡過程是指當水流從一種穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)榱硪环N穩(wěn)定狀態(tài)時，兩穩(wěn)定狀態(tài)間的過渡流態(tài)。水力過渡過程是輸水管線出現(xiàn)安全問題的主要原因，只有在試通水、運行過程中建立平穩(wěn)的水力過渡過程，

3、才能保障輸水管線的供水安全。建立輸水管線水力過渡實驗平臺，采用壓力、流量檢測以及視頻分析的手段，對輸水管中的非滿流和有壓流的水力過渡過程參數(shù)進行觀測，將實驗結果與提出的非滿流水頭到達時間的體積算法、有壓流水力過渡過程特征線法分析相結合，進行理論分析，進行數(shù)值模擬，把研究成果應用到實際工程的試通水過程及運行過程。根據(jù)非滿流水面與大氣相通的性質(zhì)，定義長距離輸水管線的U形管為下游峰點管中心標高與谷點管中心標高之差大于輸水管徑的管段。因長距離輸

4、水管線根據(jù)地勢敷設，形成多個串聯(lián)的U形管，把復雜的試通水過程歸結為非滿流問題。通過分析U形管非滿流水力工況，推導出臨界積分流量、U形管的非滿段水頭到達時間、U形管水位上升、U形管溢流穩(wěn)定時間、關小末端閥門充水、提高管線進水流量的計算公式，并通過實驗進行檢驗。根據(jù)水頭到達時間對輸水管沿線進行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)漏水點并進行維修。把試通水過程分為灌水階段、充水階段和通水階段，用研究成果指導試通水過程，防止出現(xiàn)事故。根據(jù)有壓流水力過渡過程理論，對優(yōu)