高扬程输水管道采用中部止回阀进行水锤防护的效能研究

摘要

随着我国经济的快速发展,生活、生产用水的日益增加。而水污染问题不仅没有得到有效的解决反而越发严重,这无疑使得我国本就存在的水资源供求矛盾更加突出。为了彻底缓解此矛盾,国家和地方政府相继投入大量人力和物力,大力支持长距离输水工程的兴建。由于我国地域辽阔,东西部高差较大,在长距离输水工程中,最常见的突出问题是高扬程输水管路中的水锤防护问题。
　　本文以高扬程输水管道中采用中部止回阀的效能为研究方向。在总结了前人研究成果的基础上,简要地介绍了水锤的波速方程、微分方程、特征线方程以及有限差分方程。并且详细的阐述了各种泄压保护装置,对调压塔、排气阀、缓闭止回阀等各种防护措施的工作原理、技术要点及边界条件做了详细的介绍并分类说明。也提出选择防护措施时应注意的一些问题,使水锤计算过程更加精确些。
　　根据水锤计算中常用到的特征线法,并结合各类防护措施的边界条件建立了水锤模拟计算的基本数学模型,再应用C++语言编制水锤防护计算的程序,进行水锤模拟计算。
　　本文最后以苏丹港输水工程为例进行计算机模拟计算,通过计算机的模拟,比较直观的展现出在高扬程输水管路中采用中部止回阀对管路中水锤升压的防护效果,以加装箱式双向调压塔为对比方案。通过对两种方案的对比研究,简要阐述在高扬程输水管路中安装中部止回阀的优势以及可操作性,为类似工程的水锤防护提供了参考价值。

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第一章 绪论

1.1本课题研究的背景和意义

1.2主要概念和内容

第二章 高扬程输水管道中水锤基本理论及防护问题

2.1国外水锤计算的发展

2.2 国内水锤计算方法的发展

2.3 水锤研究的理论基础

第三章 断流水锤的特点及危害

3.1 有压输水管道中气液两相的流态以及两者之间的相互转化

3.2 有压输水管路气囊的危害

3.3 气液两相流模型的建立于应用

3.4 各工况预防压力波动分析和最佳排气方式

3.5 有压输水管路对排气技术的要求

第四章 高扬程输水管线水锤防护措施性能评价及边界条件分析

4.1水锤防护措施分类

4.2 泵站防护

4.3 管线防护

4.4排气阀的性能及边界条件分析

4.5缓闭止回阀的性能及边界条件分析

4.6 箱式双向调压塔

4.7 水锤的其他防护方法

第五章 水锤计算的数值模拟

5.1 水锤计算程序的编制

5.2 水锤综合防护的计算机数值模拟

第六章 高扬程输水管路工程实例

6.1 工程基本概况

6.2 主要技术资料

6.3 水力分析及防护方案的选择

6.4 工程总结

成果总结与建议

参考文献

致谢