高扬程大型浮船取水泵站水锤防护措施探讨

为探讨高扬程大型浮船取水泵站水锤防护措施，以云南省某单级摇臂式浮船泵站为例，对浮船泵站水锤防护措施进行数值模拟计算，提出了“泵后设置速闭止回阀+岸上设置空气罐+后段设置注微排气阀”的联合防护措施。速闭止回阀确保了泵组不倒转，空气罐解决了提水管压力震荡问题，注微排气阀有效保护负压段。该防护方案为前陡后缓复杂地形条件下浮船泵站的水锤防护设计提供参考和借鉴。     

高扬程泵出口水流动力切断的过渡过程计算

根据水锤计算的特征线法，采用当量管道法和调整波速法的管路分段工艺，建立了长距离输水管路的水力过渡过程计算模型，对水柱分离及其在弥合现象的物理模型的研究，确保了补气阀节点处水锤压力数值模拟的实现。相关成果为供水工程泵系统压力管路安全防护措施的确立提供了有力的技术支持，运行实践表明：缓闭阀结合补气阀的防护措施安全可靠，满足工程运行的需要。     

一种防止水击的新型阀门

<正> 在长距离管道输水系统中,由于各种原因而引起的管网水击,一直是一个令人头痛的问题。为了有效地防止水击现象的产生,保护管道系统安全运行,国内外同行经过长期研究,摸索出一些防护措施。比如在管网进口装上调压罐、在管道高处设置进排气阀等。最近,日本学者又开发出一种可防止因惯性水流引发水击的定压开启阀,见原理图。     

灌溉工程中空气进排气阀的选型计算

详细分析了灌溉工程中正确安装空气进排气阀的重要性，并根据进排气阀的结构特点，提出了适合于灌溉工程的进排气阀类型和安装方法。此外，给出了空气阀进排气孔口尺寸的计算公式和步骤，并结合应用实例进行分析，旨在帮助灌溉工程设计时正确选择进排气阀。     

密云水库调蓄工程有压输水管道事故停泵过程水锤模拟分析

长距离输水工程一般具有扬程较高、起伏严重的特点,再加上地形条件复杂,很容易产生较为严重的水锤现象,尤其是断流弥合水锤;基于密云水库调蓄工程中雁栖泵站至溪翁庄泵站段有压管道输水工程,结合计算机软件对事故停泵水锤进行了模拟计算分析,并检验了既有水锤防护措施的防护效果,分析结果表明,采用复合式进气排气阀和液控缓闭止回阀的组合方案可以实现对该工程管道系统水锤的有效防护。     

龙口泵站出水压力钢管振动处理

根据龙口泵站出水压力钢管的布置，计算压力钢管的自振频率及干扰频率，查找泵站出水压力钢管产生振动的原因。通过增设复合式排气阀的措施减少直角弯管处的气蚀及涡流，避免产生水力共振；采取增设镇墩的措施减少计算管长，改变钢管的横向自振频率；采取增设加劲环并调整加劲环的间距的措施，改变钢管的径向自振频率；使压力钢管的自振频率与干扰频率错开25%，避免产生结构共振。采取以上减振措施后，消除了原有振动现象，最大振幅由0.2mm减至0.04mm，为处理前振幅的1/5。实践证明这些减振措施是有效的。     

长距离输水管道水力过渡分析及水锤防护措施研究

为避免停泵水锤对长距离输水管道系统造成破坏,有必要对水泵机组及其输水管道进行水力过渡分析,从而提出相应的防水锤措施。采用特征线法,对四川某水厂工程在事故停泵下引起的停泵水锤进行水力过渡计算,分别对无水锤防护措施、二阶段关阀与空气阀联合防护措施以及安装单向调压塔防护措施三种情况进行分析。结果发现:无水锤防护措施下,事故停泵将引起液柱分离再弥合和水泵倒转现象,其倒转速度超过相关规范要求;安装空气阀和改善泵出口阀门关闭规律不能使输水管道内最大水锤压力降低到合理范围之内;安装单向调压塔有效缓解液柱分离再弥合现象的发生,水锤压力在管道设计压力范围之内。     

长距离输水系统停泵水锤的数值模拟

运用瞬态水力学理论和特征线方法，结合某实际工程，对联合采用空气阀、泄压阀和二阶段缓闭蝶阀进行水锤防护的长距离有压输水管道系统的事故停泵水力过渡过程进行了计算和分析，得到管线沿程的水锤压力包络线和空化体积曲线，以及典型断面的压力时程线。计算结果表明，采用两阶段缓闭蝶阀、泄压阀和空气阀进行水锤安全防护是十分必要的，有利于抑制正水锤压力的继续升高和阻止负水锤压力的持续降低，防止断流弥合水锤的发生。但从计算结果看，管内仍存在局部空化现象，需要进一步优化空气阀的布置。     

沿江取水泵站停泵水锤防护措施比较

对沿江取水泵站停泵水锤的特点进行了分析，阐述了3种水锤防护措施即空气阀、空气罐和单向调压塔的原理及边界条件的数学模型，并结合具体实例，应用特征线法对不同防护措施的防护效果进行了数值模拟比较分析。     

长距离输水工程停泵水锤的空气罐与气阀防护比较研究

针对寒冷地区长距离输水管道户外设置水锤防护措施困难的特点,提出了空气罐方法的水锤防护措施,阐述了空气罐的工作原理,推导了空气罐和空气阀的边界条件的数学模型,并结合北方某工程实例,应用特征线法对采用空气阀和空气罐两种不同措施的防护效果进行数值模拟和比较分析,并且计算出管道出现汽化时气体体积变化。结果表明空气罐能有效消除空化体积抑制事故停泵后管道内剧烈的压力波动,是一种有效的水锤防护措施。     

长管道事故停泵水锤现场测试与信号分析

结合某泵站事故停泵现场测试数据,采用最大熵估计法分析压力、流量、转速等测试信号的时频特点,得出实测数据的主要污染是〉50 Hz的高频噪声.利用小波包理论,采用自适应阈值方法获得无污染的去噪信号,并与快速傅里叶变换（FFT）去噪结果比较,同时进一步分析去噪后的实测信号,验证水锤仿真计算准确度以及单向调压塔防护效果.结果表明：两种去噪结果虽然波形相似,但FFT去噪同时明显削弱了峰值点的有效信号,而利用小波包理论,能够有效去除噪声污染,使去噪后的信号与原始信号保持相似性;空气阀-调压塔水锤防护措施效果明显;采用水柱分离模型,能够较为准确预测管线中出现的水锤压力峰值、最大倒流流量及最大倒转转速,为系统安全评估提供依据,但对第一次压力峰值以后的多次气穴溃灭与水柱弥合过程的模拟,存在明显误差,有待于建立更准确的数学模型.     

散热器散热规律分析与最佳工作参数的确定

根据文献〔１〕中描述散热器散热性能的回归方程,系统地探讨了散热器入口水温、水流量及冷却风速对散热量、水阴及风阻的影响规律,并根据优化理论提出了散热器优工作参数的确定方法。     

空气阀型式对压力管道水锤防护的影响

针对目前空气阀在工程应用中的盲目性和随意性,对各种型式空气阀在有压管道中水锤防护进行数值模拟,为空气阀在实际工程应用中的选型提供理论依据.根据水锤理论,建立有压管道水力过渡过程数学模型.结合算例利用特征线法对各种空气阀在有压管道中的水锤防护效果进行数值计算.结果表明:管道凸起点安装传统空气阀可以减小负压,但是同时会引起较大正压;安装孔口面积比ε=0.05~0.20的空气阀组可以有效减小负压并降低正压,上浮压力系数ω接近1.0的防水锤型空气阀也可以起到减小负压,降低正压的作用.选择合理型式空气阀,并对空气阀的参数进行优化,可以显著降低管道内负压,并能防止水柱分离再弥合水锤现象发生.     

空气罐与超压泄压阀联合水锤防护特性

提出了一种空气罐与超压泄压阀联合设置的停泵水锤防护方案,并基于瞬变流计算的特征线法建立了空气罐、液控蝶阀、超压泄压阀等边界条件的数学模型,模拟了停泵工况下系统的压力变化过程.结合工程实例,对比分析了空气罐单独防护、空气罐与两阶段关闭泵后液控蝶阀联合防护以及空气罐与超压泄压阀联合防护对停泵水锤的影响.在空气罐体型一定时,对超压泄压阀的启闭规律进行了敏感性分析.计算结果表明,空气罐与两阶段关闭泵后液控蝶阀联合防护方案对输水系统正负水锤防护均不利;而空气罐与超压泄压阀联合防护方案对输水系统正负水锤均有较好的防护效果,与空气罐单独防护方案相比,泵后高压管段最高压应力由1.343 MPa降至1.087 MPa,在满足承压标准1.2 MPa的基础上安全裕度提高了9.4%,空气罐体型也由200 m³缩减至160 m³.超压泄压阀应在5 s内开启至全开度,且开启后持续时间应接近1个相长.     

气动换挡执行机构压力特性仿真与试验

气动换挡执行机构的响应高度滞后与强非线性特点,给机械自动变速器换挡机构的选型和设计带来难点,常规的稳态分析存在较大误差。针对开关阀控制的气动选换挡执行机构气腔中压力形成特点,建立了综合考虑电、磁、机械和流体传动原理的数学模型来描述气动执行机构的动态耦合特性。通过仿真,对阀控压力腔容积、电磁阀进排气口的有效面积等影响气腔中压力形成特性的因素进行了分析,并通过试验验证了模型的准确性。该模型可直接用于换挡执行机构的参数优化或者自动控制,为解决气动换挡过程中的换挡力控制问题提供基础。     

管带式车用散热器散热特性的试验研究

应用正交试验优化技术对管带式车用散热器的散热特性进行了试验研究,并对试验结果进行了回归分析,得到了描述散热器散热量、风阻及水阻与散热器冷却水入口温度、水流量及冷却风速之间关系的回归方程。     

分区控制对乏风热逆流氧化装置温度场的影响

在大型煤矿乏风氧化装置运行过程中,存在着氧化装置内各个区域温度场分布不协调的情况。为了解决这个问题,在自行设计的煤矿乏风氧化装置实验台上进行了温度场分区控制实验。通过调节换向时间和各个区域煤矿乏风进口流量,实现对氧化装置温度场的协调控制。实验结果表明:增大某一区域进口流量调节阀开度可以提高其整体温度场的增加速度;调整某一区域上、下进口流量调节阀的开度差值和换向时间,可以有效地对温度场峰值偏移进行控制。     

空气阀在多水源高扬程供水工程中的水锤防护研究

【目的】研究多水源高扬程供水工程在断电停泵时的水力过渡特性及其水锤防护措施。【方法】基于一维瞬变流理论和特征线法,对空气阀采用自由气体空穴理论,建立供水系统整体数学模型。针对无防护措施下的断电工况过渡过程计算结果,选择在水泵出口侧和扬水管地面段末端设置快关式逆止阀,在供水管道局部高点设置空气阀的联合水锤防护措施,并进行了空气阀参数的敏感性分析。【结果】在未采取水锤防护措施时,在水泵出口侧发生较大压降且供水管道沿线最低内水压力严重超标。在采取合适的水锤防护措施后,在断电工况下,水泵无反转且泵后最小压力不低于-5m,泵后扬水管最小压力不低于-5m,供水主管最大压力不超过160m,最小压力不低于-5m。【结论】空气阀可对水泵出口侧和供水管道的负压起到很好的控制效果。     

离心风机在污水处理中的喘振机理

为了保证污水处理厂离心风机的安全运行,防止离心风机在运行过程中发生喘振,从其特点出发,介绍了喘振研究现状,分析了污水处理中引起离心风机喘振的因素,研究了喘振的产生和防止措施.从设计角度考虑,对比了4种常用的需氧量计算方法,得到了工艺设计时采用的需氧量计算式.以某污水处理厂1期工程为例,根据风机出厂性能曲线,以及现场检测的运行数据以及运行状态,重新计算得到了准确的喘振控制点供气流量.采用改变风机切换方式的操作方法,可以减轻曝气盘微孔堵塞的程度,降低风机出口阻力,使风机运行工况点偏离喘振点;风机出口压力降低了5 kPa,曝气盘再生周期延长了1 a以上.在风机进口装设导流器,减小了小流量时叶轮进口气流冲角,改变了风机特性,加大了运行调节范围;试验结果表明,流量调节到60%时,效率下降平缓.     

设有复式空气阀的管道充、放水过程

为了研究长距离有压管道充水和放水过程中管内气体压力的变化情况,并保证其运行中的安全,针对长距离有压管道的特点,对其充水和放水过程,采取了对整个管道进行分段处理、依次充水和放水的策略.对于分段后的每一段管道,建立了圆形管道内水体体积与水深关系的数学模型.按照小流量充水的原则,运用理想气体状态方程,结合复合式空气阀的进气和排气性质,在空气阀和泄水管布置情况已知的前提下,根据不同的充水流量和放水流量,计算各管段气体压力的变化情况.整个数值计算过程采用自编Fortran程序计算求解.计算结果表明：充水和放水的流量越大,对应管段的气体压力越大和越小,管道越危险;在不影响管道安全性的前提下,为了使管道尽快充满和放空,应采取较大的充水流量（16 m3/s）和放水流量（泄水阀全开）.