基于压力平衡原理的防水罩防水效果试验研究

摘要

随着社会的不断发展，我国城镇化建设加速，以信息化、智能化为基础的新型技术的出现为社会的发展带来了翻天覆地的变化，城市智慧化的发展理念也随即被提出。智慧城市是信息化城市、智能城市、生态城市、电子政务城市等综合系统工程，该工程以网络建设为基础，强调以人为本和可持续创新，是当今国内正在大力推进的战略性工程之一。其中智慧水务作为智慧城市的重要组成部分，改变了过去传统方法，通过智能调度系统操作平台，让管网调度更科学、更高效。然而在这个开放、复杂的系统中，快速发展的智慧水务进程也给水利规划、建设、发展带来了一系列问题，就智慧水务中管道建设而言，虽已能达到信息化、智能化的发展要求，但其管道监控设备防水问题也突呈在人们的眼前，目前市场上此类设备的防水方式仍以自身防水为主要解决方式，防水等级越高，设备成本成倍增加，阻碍了飞速发展的社会需求。因此，针对管路监控设备工作环境的特点，探索更科学合理的防水方式已势在必行。 本文所研究的基于压力平衡原理的防水罩正是在这种大背景下提出的，它采用一种全新的防水方式，是现有管道监控设备防水方式的补充与完善，也是一种有利于我国国民经济可持续发展的新型防水技术。相对于传统的防水技术，它的主要优点是：防水效果好、适用范围广、成本低、安装方便快捷。本文通过理论分析与模型试验相结合的研究方法，就防水罩防水效果及影响因素进行了研究。研究主要内容及成果如下： 1、提出了管道监控设备防水的新思路。即基于压力平衡原理的防水技术，对其原理进行了阐述，并通过理论分析和模型试验的方法进行了验证。 2、不同结构形式防水罩的防水效果分析。试验模拟了阀门井两种进水方式，通过改变进水强度，探究不同结构形式防水罩的防水效果。得出结论：在不同进水强度的影响下，所研究的几种形状均能达到防水要求，其中敞口小的防水罩防水效果最好。因为几种防水罩防水效果相差不大，并且敞口小防水罩加工难度较大，所以采用更容易加工的圆柱形防水罩或方形防水罩。 3、防水罩内相对湿度的研究。通过模拟试验测得防水罩内相对湿度的变化，建立了防水罩内相对湿度与压强的关系，得出相对湿度随着压强的变大而变大，最后趋近于一个稳定值理论。并且测得相对湿度的最大值不超过85%，所以为保证管道监测设备的正常工作，采用本文研究的防水罩可降低管道监控设备自身的防水等级，从而节约成本。 4、防水罩长时间处于水中的防水效果研究。通过理论分析和模拟试验的方式，验证了防水罩长时间在水中的防水效果，证明防水罩能够达到防水要求，并且得出以下结论，（1）防水罩外水压力增加罩内空气受到压缩，且罩内空气溶于水中；（2）压力变大，防水罩内水面的高度也随之增加，但装设监控设备的管道井在一般可能的水压力下，被保护设备是安全的。 5、防水罩长时间处于盐水中的防水效果研究。通过理论分析和模拟试验的方式来验证防水罩长时间在盐水中的防水效果，结果是：除4中结论外，还有下面结论，相比水中，在盐水中的防水罩内水面高度较低，也就是在盐水中的防水罩内空气溶解体积较小。 6、防水罩内水面高度变化的理论计算。通过公式计算和试验数据，得出的防水罩内水面高度计算值与试验值相差不大，所以验证了理论的正确性，即防水罩内水面变化与防水罩内空气的体积有关，并进行了两种特殊体积的计算：（1）在水压影响下，防水罩内空气的压缩体积；（2）防水罩内空气溶于水的体积。 7、防水罩材料的选择。根据管道监控设备的工作环境，总结了所需防水罩材料的技术要求，介绍了几种市场上常见的几种材料，并对其优缺点进行了对比、分析，得出结果：硬聚氯乙场塑料PVC够满足自动化设备防水材料的技术要求，并且材料成本及加工费用相对较低。 本文提出的新型管道监控设备防水技术，为管道监控设备的防水提供新思路。通过模拟试验和工程验证证明此防水技术可靠性高、结构简单、成本低、维护方便，并且可降低管道监控设备的防水等级，极大的降低了产品的成本，有利于推广。本文提出的基于压力平衡原理的防水罩防水技术，为管道监控设备广泛应用到实际工程中提供了重要的理论依据。

目录

第一个书签之前

摘 要

EXPERIMENTAL STUDY ON WATERPROOF EFFECT OF WATERPR

ABSTRACT

第一章：绪论

1.1研究背景及研究意义

1.1.1研究背景

1.1.2研究意义

1.2设备防水技术研究现状

1.2.1 水下密封技术

1.2.2防水技术在实际中的应用

1.3运用压力平衡原理的研究现状

1.3.1压力平衡水下焊接技术

1.3.2气压平衡法电缆查漏原理

1.3.3盾构掘进辅助气压平衡的关键技术

1.4空气在水中的溶解性分析研究现状

1.4.1气体在水中的溶解性

1.4.2气体溶解性的应用

1.5本文主要的研究内容和研究方法

1.5.1主要研究内容

1.5.2研究方法

1.5.3技术路线

2.1防水罩设计方案

2.1.1防水罩利用的原理

2.1.2防水罩构造

2.2试验系统布置

2.2.1试验装置

2.2.2试验量测仪器

2.3试验内容

2.3.1试验目的

2.3.2试验方案设计

第三章 试验数据分析与总结

3.1两种进水方式对不同结构形式防水罩防水效果影响分析

3.1.1试验数据整理与分析

3.2防水罩长时间浸没在水中，防水罩内的潮湿程度变化研究

3.2.1试验数据整理与分析

3.3防水罩长时间浸没在水中的防水效果分析

3.3.1试验数据整理与分析

3.3.2本节小结

3.4防水罩在盐水中的防水效果分析

3.4.1试验数据整理与分析

3.4.2本节小结

第四章防水效果的验证

4.1防水罩防水效果的影响分析

4.2水压对防水罩内水面高度的影响

4.3防水罩内的空气溶于水的体积计算

4.3.1气体的间隙填充

4.3.2气体的水合作用

4.4防水罩内水面高度验证分析

第五章 防水罩材料分析及影响防水效果的其他因素

5.1防水罩材料分析

5.1.1防水罩材料技术要求

5.1.2防水罩材料选择

5.1.3材料对比分析

5.2影响防水效果的其他问题及解决办法

5.2.1管理问题

5.2.2设计方法问题

5.3工程验证

5.3.1项目概况

5.3.2防水效果分析

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表学术论文