长距离输水系统明满流及水位调节时的水力控制研究

摘要

在长距离输水系统中，由于事故、检修，流量调节等原因常使得恒定流条件受到破坏，进而引发非恒定流，这种现象称为输水系统的水力过渡过程。水力操作引起的水力过渡过程非常复杂，在检修、事故和流量调节等工况中均可能出现明满过渡流，脱空现象。在明满交替流状态下，有压管道的水压变化激烈，可能形成冲击水压，导致管道破坏。故对输水系统过渡过程的研究对于输水工程的设计和运行是十分必要的。 本文以实际工程为研究背景，在前人研究、总结的理论基础上，对输水系统水力过渡过程中普遍涉及的几个问题进行了研究，提出了相应的结论，也为工程的设计和运行提供了科学的依据和建议。主要研究成果如下(1)分析了影响流量调节的因素后，计算了不同流量、不同流量变化幅度、不同流量调节时间等各种工况，得出了各因素对调节水位的影响趋势。 (2)当用水位变化的尺度来作为流量调节的时机选择的标准时，通过计算分析后，得出了影响流量调节各因素的影响规律，为具体的工程操作预测、规避风险和加强防护提供科学依据。 (3)建立了计算明满流的数学模型、进行了仿真数值计算。通过计算较清楚的了解到，导流洞改作水电站尾水洞的过渡过程中明满流现象发生发展的特点及特征。 (4)导流洞在特定尾水条件下，产生较大负荷变化，不可避免的出现明满流现象，计算结果表明该现象是一个发展极快的压力交变过程，会出现很大的压力交变及很强的脉动现象。 (5)编制了天津市引滦入津工程的fortran计算程序，得出了一些规律性的结论，这些结论对工程的运行有一定的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1问题的提出

1.2相关理论的国内外发展情况

1.3数值模拟

1.4本文研究内容:

第二章输水系统过渡过程的基本理论

2.1有压管道水力过渡过程的基本原理及研究方法

2.2明渠过渡流基本原理

2.3初始水面线的推求

2.4本章小结:

第三章明满交替流的数值模拟

3.1概述

3.2明满交替流数学模型

3.3计算实例

3.4本章小结

第四章水位控制流量调节时的时机选择

4.1调节流量时机选择问题的由来和作用

4.2天津市引滦入津水源保护工程管理信息系统

4.3泵站开机调流量时机的选择计算实例

4.4本章小节:

第五章尾水隧洞明满流过渡过程数值模拟

5.1概述

5.2工程实例

5.3尾水洞明满流现象的描述

5.4本章小节

第六章结论与展望

6.1结论

6.2研究展望

参考文献

硕士期间发表论文及参加科研情况

致谢