水泵全特性曲线对大管径长距离平坦管道水力过渡过程的影响研究

摘要

长距离输水管线把位于较远的水源输送到城镇，解决了城镇水源短缺以及水源单一的问题，但长距离输水管线多为单管或双管，其运行安全问题成为输水工程中的重点和难点。而长距离输水管线出现安全问题的流态常集中水力过渡过程，根据非满流和有压流水力过渡过程理论，分析流体状态，建立数学模型，分析安全运行的影响因素，解决影响输水安全的灌水流量、水头线到达时间、流量安全调节、安全停水等工程问题。水力过渡过程是指当水流从一种稳定状态变为另一种稳定状态时，两稳定状态间的过渡流态。水力过渡过程是输水管线出现安全问题的主要原因，只有在试通水、运行过程中建立平稳的水力过渡过程，才能保障输水管线的供水安全。最常见而又最突出的问题就是长距离输水管线的水锤防护问题。
　　 (1)系统的介绍管道输水系统水力过渡过程计算的基本原理，简要阐述停泵水锤的基本方程式，建立停泵水锤计算的数学模型。
　　 (2)对水泵全特性曲线进行分析研究，简述水泵全特性曲线在计算机模拟水锤计算中的重要性，着重探讨水泵全特性曲线对长距离大区域有压管道的水力过渡过程的影响。
　　 (3)本文通过对的水锤防护研究，应用不同比转速的水泵全特性曲线模拟使用泵，在同等计算条件下，应用计算机语言编制水锤防护计算程序，分别进行停泵水锤计算，分析水锤升压和水泵在水力过渡过程中的运行工况。
　　 (4)结合实际工程，得出以下结论：在没有完整的水泵全特性曲线资料的情况下，计算长距离大管径平坦管道压力流水力过渡的停泵水锤过程中，用比转数相近的同类型水泵的全特性曲线代替使用泵的全特性曲线进行水锤计算，误差在可控制范围内，计算结果对实际水力过渡工程的水锤防护措施有指导性的意义。如果用比转数相差很大、不同类型的水泵的全特性曲线进行停泵水锤计算，计算结果会造成较大的偏差，影响实际工程的水锤防护措施。

目录

文摘

英文文摘

第一章 研究的目的及意义

1.1 水锤现象的综述

1.1.1 水锤的成因和分类

1.1.2 水锤的危害

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第二章 有压管道水锤防护计算基本原理及方法

2.1 管道气囊运动理论

2.2.1.有压输水管道中气、水两相流的六种流态

2.2.2 管道气囊运动规律

2.2 管道气囊运动规律及其危害

2.2.1 显性危害

2.2.2 隐性危害

2.3 气液两相流模型的建立与应用

2.3.1 均质模型

2.3.2 分离流模型

2.3.3 漂移通量模型

2.4 水锤防护计算的方法和基本原理

2.4.1 水锤计算的方法

2.4.2 水锤计算的特征线方程

2.4.3 特征线方程解法简述

第三章 水泵全特性曲线的分析和应用

3.1 α-q坐标系下的水泵全特性曲线

3.2X-WH(X),X-WM(X)坐标系下的水泵全特性曲线

3.2.1 水泵全特性曲线的改造

3.2.2 常用水泵全特性曲线的WH(x)值、WM(x)值

3.2.3 水泵全特性曲线在停泵水锤计算中的处理方法

第四章 停泵水锤电算法及边界条件分析

4.1 泵边界条件

4.1.1 水头平衡方程

4.1.2 转速改变方程式

4.2 停泵水锤中泵处暂态参数的计算方法

4.3 其他常用边界条件

4.3.1 上游端水池(水箱)

4.3.2 管道下游端端阀

4.3.3 进排气阀

4.3.3 管道上游端为等速运行的离心泵

4.4 停泵水锤电算法

第五章 水泵全特性曲线对水力过渡过程的影响研究

5.1 停泵水锤计算实例一

5.1.1 工程概况

5.1.2 输水管线主要技术资料

5.1.3 停泵水锤计算分析

5.2 停泵水锤计算实例二

5.2.1 工程概况

5.2.2 输水管线主要技术资料

5.2.3 停泵水锤计算分析

结论和建议

主要结论

建议

参考文献

致谢