管道沿程水头损失的试验研究

在对几种常用的喷灌管道进行了沿程水头损失试验的基础上,提出了一系列管道沿程水头损失的计算公式,分析了这些公式理论上的完备性和实用上的可行性。本文提出的沿程水头损失公式与目前常用的三个国外经验公式相比,其精确程度可以提高20～60％;与我国国家标准《喷灌工程技术规范》(GBJ85-85)相比,部分数据更趋合理;与我国各喷灌测试基地以往多次试验结果基本一致。     

薄壁微喷带沿程水头损失试验研究

【目的】研究薄壁型微喷带沿程水头损失的水力性能。【方法】采用控制变量法与L9(34)正交试验方案,对折径为N43、N45、N50、N64 mm的微喷带进行沿程水头损失水力性能试验,获取流量、长度、折径与水头损失等试验数据,分析流量、长度、折径三因素对沿程水头损失的影响程度以及水头损失相关水力性能参数,提出了沿程阻力系数,对沿程水头损失计算公式参数进行修改,得出了薄壁型微喷带水头损失计算参数。【结果】薄壁型微喷带沿程水头损失随着压力与铺设长度的增大而增大;折径、流量、长度的F值分别为90.314、26.056、19.041,表明对沿程水头损失影响依次减小。【结论】采用修改后的沿程水头损失计算参数计算薄壁型微喷带沿程水头损失值与试验值吻合较好。     

微喷带沿程水头损失的试验研究

研究了微喷带沿程水头损失的确定方法,研究中设计了一套测试微喷带流量与压力的试验装置,提出了相应的测试方法和适合评价微喷带沿程水头损失的指标,通过对试验数据的回归分析得出了更加科学的微喷带沿程水头损失的经验计算公式。     

计入水量损失和水头损失的渠系输水效率研究

在灌溉排水领域中,对于输水渠道,目前仅有考核输水过程中水量损失的渠系水利用系数指标,而无考核输水过程中的水头损失的指标.本研究首次提出了渠系水头效率指标;建立了既包括水量损失又包括水头损失的渠系输水效率指标;给出渠系水头效率和渠系输水效率的计算方法.成果对于研究并提高渠系输水效率、降低输水成本有重要意义.     

含有窝气的虹吸整流输水管道水力损失计算与试验研究

为了研究输水管道窝气对管路水力损失的影响,对1套包含小坡度长下坡段的管路系统分别在自然重力进流、低虹吸进流、高虹吸进流(虹吸进口装有整流装置)条件下进行管道满流与带气试验测量.创新建立窝气阻力系数β定量表示窝气阻力造成的水力损失增加,提出了整个管路窝气阻力系数的计算公式.基于试验数据分析了不同进流方式在带气与不带气条件下的管路阻力特性,并验证了窝气形成气阻机理的存在.研究结果表明:输水管道窝气会减小管道有效过流面积,造成管路水力损失显著增加,且管道的高低起伏越多,管路中弯头、变径管件数量越多,管道窝气阻力系数β越大;虹吸式进流在整流装置的作用下,较自然重力式进流会降低管道摩擦系数,并且高虹吸下的水力摩擦系数最小;通过合理设计,虹吸整流装置的多孔结构可以根据管道流量的大小不断自动调节其自身的阻力和开度,有效控制管道入口进气.     

黄河下游引黄水管道输水沿程阻力实验研究

为确定黄河下游引黄灌区浑水管道输水沿程阻力系数,以黄河泥沙为沙样,在室内用U-PVC管道进行了110、125mm管径条件下不同含沙量、不同流量的浑水管道阻力实验。结果表明,引黄管道水流属于过度粗糙区,管道输水沿程阻力及沿程阻力系数与管径、流量、含沙量、雷诺数等因素有关。得到的浑水管道输水沿程阻力系数经验公式的计算精度较高。     

关于浑水管道阻力损失规律的试验研究

通过管道输水试验系统,对浑水管道输水系统水沙运动规律进行了深入细致的实验研究,并以实验为基础,运用泥沙运动力学和管道水力学原理,对浑水管道阻力损失规律进行了探讨,得出了浑水管道阻力损失计算经验公式,为今后管道输水灌溉技术在渠灌区的推广应用和有关水力计算提供了科学依据。     

有压灌溉管道水流挟沙力的计算

本文介绍有压灌溉管道水流挟沙力的一种计算公式。文中对公式中各有关参数的确定,提出了计算方法,方便了公式的应用。本文公式可用于低压灌溉及喷灌管道防止淤积的水力计算。     

山丘区自压输水管道水锤防护措施研究

【目的】避免山丘区自压输水管道因水锤而遭受破坏,保障管道的安全运行。【方法】针对山丘区地势起伏的自压输水管道中水锤现象正负压较大的特点,以陕西省千阳县一自压输水管道工程为例,依据水锤基本计算理论,采用倾斜直管和拟合等效短直管相结合的数值模拟方法,分别模拟各个驼峰断面设置进排气阀和末端控制阀门断面前设置超压泄压阀的防护效果,对计算模拟结果进行分析,确定水锤防护措施及具体位置。【结果】在无水锤防护措施的情况下,管道末端控制阀门快速关闭时管道内沿管线产生明显负压,最大负压水头达到-20.06 m,管道末端控制阀门断面处正压最大,正压水头达到87.58 m;合理设置水锤防护措施后,管线全程无负压,全程正压最大水头为70.88 m,未超过管道允许的最大压力。【结论】对于山丘区自压输水管道,采用进排气阀和超压泄压阀联合防护水锤的方法,可以有效缓解水锤现象的发生,保证管道内的压力在设计压力允许范围内。     

有压平直管道内交汇柱系下游流场特性分析

为研究管道车作为一种交汇圆柱系式的钝体结构在有压管道流场绕流时,在柱系下游产生的流动分离和尾迹涡现象,运用理论分析与数值模拟相结合的方法,对柱系下游的流场特性进行了研究.数值模拟采用了LES-WALE湍流模型,其结果与物理试验结果比较证明了数值模拟的可行性.对数值模拟结果进行理论分析:首先,由于流动分离柱系后流场中速度分布整体上分为低速流区与高速流区2部分,低速流区主要分布在断面中心位置,高速流区分布在断面外围,呈近似环状分布;其次,流场沿程速度幅值方面,从交汇柱系下游近端断面到远端断面,其中部分低速流区域的整体速度幅值愈高,周围高速流区的速度幅值愈低,并且两区域流场随距交汇柱系距离的增加呈现趋同变化;最后,关于流场的压强特性方面,沿程压强整体呈下降趋势,断面Z6仅与同流量时管道流场断面平均压强相差3.4%.