供水系统水锤数值计算及动态模拟

摘要

水锤现象作为影响供水系统安全性的重要因素之一，一直以来倍受人们关注，水锤分析技术也在日趋完善。随着自控技术在供水系统中的广泛应用，以及水锤反问题研究的不断深入，人们对水锤分析技术的精确性和灵活性提出了更高的要求。传统的水锤分析方法虽然能够准确的预测水锤发生瞬间系统内部压力波动的峰值，但不能精确的反映水锤发生后水锤波的衰减过程。同时，传统的水锤计算程序在灵活性以及适用范围等方面也面临着严峻的考验。 本文通过引入Brunone附加摩阻模型，与传统水锤计算中的特征线法结合，建立了该模型的特征方程，并将该模型应用于简单管路的水锤分析中。通过与传统水锤计算方法进行结果比较，认为Brunone附加摩阻模型，不仅能够准确的预测水锤发生瞬间系统内部压力波动的峰值，也能精确的反映水锤发生后水锤波的衰减过程。 结合工程实例，采用FLOWMASTER软件进行停泵水锤的动态模拟，通过与传统水锤分析方法的比较，证明了应用该软件进行水锤的动态模拟是可行的，同时显示了该软件在灵活性和适用范围方面的优越性。

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致谢

第一章绪论

1.1水锤现象

1.2选题的目的和意义

1.3供水系统水锤研究综述

1.3.1国外研究现状

1.3.2国内研究现状

1.4主要研究内容

第二章水锤计算基本方程式及其数值解法

2.1水锤基本微分方程式

2.1.1运动方程

2.1.2连续方程

2.2水锤数值解原理和电算方法

2.2.1特征线方程式

2.2.2有限差分方程

2.2.3边界条件的计算

第三章Brunone附加摩阻模型及其数值解法

3.1非恒定摩阻模型及其分类

3.1.1非恒定摩阻模型的提出

3.1.2非恒定模组模型的分类

3.2 Brunonc附加摩阻模型及其数值解法

3.2.1 Brunonc附加摩阻模型

3.2.2 Brunone附加摩阻模型特征方程

3.2.3有限差分方程

3.2.4边界条件

3.3模型验证

3.3.1实验参数

3.3.2模型计算结果

3.3.3结果分析

第四章供水系统水锤动态模拟

4.1供水系统水锤特点及分析方法

4.1.1水泵全面性能曲线的改造

4.1.2事故停泵时泵处的边界条件方程

4.1.3停泵水锤泵处暂态参数的计算方法

4.2模拟分析软件选择

4.3实例分析

4.3.1实例一

4.3.2实例二

4.4小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学位论文

工程设计实践