山丘区自压输水管道水锤计算与模拟方法

为了准确预测和防护山丘区自压输水管道的水锤破坏,提高管道输水的安全性和可靠性,针对山丘区自压输水管道落差大、距离长和地势起伏的特点,提出将输水管道划分为弯曲段和带倾斜角度的直管段,利用极限思想将弯曲管段基于切线的曲线拟合矢量化方法,拟合为沿管道中心线具有相同过流断面的多段等效短管;采用拟合等效短管和倾斜直管相结合的方法进行水锤计算,建立了自压输水管道的数值计算模型.以陕西省千阳县一自压管道输水工程为例进行了验证分析,通过模拟管道末端阀门不同关阀时间的水锤压力变化规律,得出最优关阀时间为50 s≤T≤120 s,提出了相应的水锤防护方案.结果表明该方法的计算和模拟精度高,可为山丘区长距离自压管道输水工程建设与管理提供参考.     

长距离重力输水管路水锤特性及其防护措施

进行水锤特性分析和采取合理的水锤防护措施，对于保证输水工程的安全可靠性和降低管路工程造价具有重要意义。结合工程实例阐述了长距离重力输水工程管路中关阀水锤特征，探讨了多功能井和手动泄压阀的功能原理及有关参数确定方法，建立了多功能井和泄压阀的边界条件数学模型，并对各种工况下的关开阀程序进行了优化计算。通过大量计算分析，结果表明多功能井和泄压阀可以有效地控制管路水锤。     

空气罐对输水管道水锤的防护研究

针对管道输水系统中的水锤现象，建立空气罐防水锤的数学模型，对有无空气罐两种情况，结合实例进行数值模拟计算，分析了空气罐初始体积，空气罐中气体状态变化指数等参数对管道瞬态压力变化的影响。结果表明，合理地使用空气罐可以有效地减轻水锤的破坏。     

复杂重力流供水系统水力过渡过程分析与水锤防护设计

临平自来水厂供水工程起点位于千岛湖引水工程余杭分水点,供水对象为临平、仁和、宏畔、塘栖4个水厂,管道直径1.4~2.6m,总长度30.9km,远景供水规模43万m³/d,采用全程重力流供水方式,供水用户多、线路复杂,水力过渡过程计算分析复杂、水锤防护设计难度大。首先采用华东院自主开发的供水工程水力过渡过程仿真计算软件Hysimcity进行建模及计算分析,确定供水系统水力过渡过程中压力变化情况;接着针对供水系统各个部位的水力学特点以及整个系统的水力学特性,开展整个输水系统的水锤防护设计。最终确定在临平、仁和、宏畔、塘栖水厂前设置直径1m的超压泄压阀及各个水厂阀门一段直线关闭的联合水锤防护方案,有效解决了多用户重力流供水系统的水锤问题。     

低山丘陵水库灌区自压管道输水工程技术示范与应用

充分利用低山丘陵区水库灌区地形地貌自然落差，进行自压管道输水、这是缩少过水断面，提高渠系水的利用系数的有效措施。对此，在龙口市的北邢家水库灌区进行了试验示范，取得了很好的效果。结果表明：与原土渠灌溉相比，渠系水利用系数提高了0．23，灌溉水利用系数提高了0．25，灌区年均节水161万m^3，节水效果极为显著。成果为水库灌区的续建和改造提供了新的模式。     

喷灌系统水锤及其防护

本文阐述了喷灌系统水锤的分类及其数值模拟的基本理论和方法，介绍了几种适用的水锤防护技术。结合实例说明，在喷灌系统的设计阶段必须进行水锤的数值模拟和定量分析，并根据实际情况选择合理的水锤防护措施。     

消除长距离输水管道水锤压力的措

深圳市是以境外水源为供水主要水源的缺水城市,深圳的供水系统比较复杂,以清林径引水调蓄工程为代表的长距离引水工程旨在调节深圳市年内和年际水资源分配不均衡状况,长距离管道和多级提升泵站产生了输水工程的水力过渡计算难题,本文通过对该工程设计中布置的空气阀、旁通管、调压井、缓闭止回阀、水泵开关参数和电气设计原则等水锤防护措施复核验算过程的分析,提出了设计长距离输水工程水锤防护措施设计的一些注意问题。     

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.     

低山丘陵水库灌区自压管道输水工程技术示范与应用

充分利用低山丘陵区水库灌区地形地貌自然落差 ,进行自压管道输水 ,这是缩少过水断面 ,提高渠系水的利用系数的有效措施。对此 ,在龙口市的北邢家水库灌区进行了试验示范 ,取得了很好的效果。结果表明 :与原土渠灌溉相比 ,渠系水利用系数提高了 0 .2 3,灌溉水利用系数提高了 0 .2 5 ,灌区年均节水 1 61万 m3,节水效果极为显著。成果为水库灌区的续建和改造提供了新的模式     

重力有压输水系统水锤及其防护研

对重力有压输水系统的水锤特点进行了分析,指出末端关阀水锤是影响系统安全运行的主要问题。根据水锤基本理论,结合工程实例,对重力有压输水系统的末端关阀水锤进行了计算分析。在介绍减压恒压阀工作原理的基础上,进行了减压恒压阀水锤防护效果的预测,并对其影响因素进行了分析。最后,针对工程特点,提出了相应的水锤防护措施。     

轴流式止回阀在长距离高扬程输水泵站工程中的水锤防护研究

针对长距离高扬程泵站在事故停泵后,导致输水系统沿线发生水柱分离及瞬态高压等严重水锤现象,基于瞬变流理论及特征线法,结合水柱分离数学模型,推导了轴流式止回阀边界条件,并建立输水工程系统的数学模型。针对工程实例中应用轴流式止回阀的防护措施防护效果进行数值模拟。通过对轴流式止回阀不同装设位置的工况进行数值模拟,并对管线瞬态压力的变化进行比较,得到在长距离高扬程泵站管线中轴流式止回阀宜布置在管线的中后段,且停泵后易产生弥合高压水锤的位置的结论,对应用轴流式止回阀作为长距离高扬程输水系统的泵站水锤防护措施提供了新思路。     

长距离输水泵站中空气罐进出口阻力系数对其水锤防护效果影响的研究

在长距离输水的泵站系统中,空气罐正在得到越来越广泛的应用,以往的输水项目中一般在泵房内设置空气罐以调节事故停泵产生的升压和负压,其效果比调压塔、空气阀等要显著一些。随着我国的调水项目越来越多,设置空气罐这种水锤防护方法的研究也在逐步深入展开。空气罐的特征参数对其水锤防护效果的影响很大,如水气比、预充压、进出口阻力系数等,基于某实际输水工程,采用PIPENET水力分析软件对设置空气罐这种水锤防护方案进行了分析计算,研究空气罐的进出口阻力系数对其水锤防护效果的影响。改变进出口阻力系数进行计算,通过比对多组计算结果,得到了其进出口阻力系数对防护效果影响的规律,空气罐进口阻力越大,对正压的控制越有利,出口阻力越小,对负压的控制越有利。研究表明,在工程实际中可以通过改变空气罐进出口阻力系数来降低成本、提升防护效果。     

多分水口长距离输水工程停泵水锤防护措施

为了能够有效避免多泵且多分水口输水系统在无防护抽水断电时可能出现较为严重的负水锤带来的危害,建立了全长106.46 km的大型供水工程的数学模型进行系统过渡过程计算,选择空气阀与两阶段液控蝶阀联合防护与单向塔防护2种方案消除其负水锤,在前者远不达理想防护效果后针对后者进行优化.结合工程实际在确定了单向塔的数量、位置以及塔高后,对不同位置单向塔的底面积进行多种方案的对比选取,最终选用塔1#的底面积为28.26 m²,塔2#的底面积为176.63 m²;为了防止单向塔漏空需要分水口以及供水终端调流阀配合关闭,在确保管道最大压力不超出其承压能力的前提下,创新性地对各分水口调流阀与供水终端调流阀的关闭时间规律进行了效果比较,使输水系统能够更加经济安全地稳定运行,为此类长距离多分水口多泵供水工程的水锤防护提供了优化方向.     

空气阀在带局部凸起点管道系统中的水锤防护效果

结合工程实例,分析了带局部凸起点的管道系统停泵水锤的特点;基于空气阀和水击泄放阀的工作原理,对比分析了普通空气阀、"快进缓排"防水锤型空气阀和"普通空气阀+水击泄放阀"的水锤防护效果.计算结果表明:与普通空气阀相比,"快进缓排"防水锤型空气阀通过限制升压阶段的排气流速,可以有效减小因排气造成的压力上升,具有更好的水锤防...     

泵后管线先降后升的长距离输水系统水锤防护

针对泵后管线先降后升的长距离大流量输水系统,当水泵发生抽水断电时泵后管线高点处易出现负压的特点,提出了一种调压塔联合末端调流阀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全系统水力过渡过程的数学模型,模拟了系统停泵水锤全过程.结合某实际输水工程,探究常规调压塔防护方案的调压塔最小面积,给出泵后设调压塔结合末端调流阀联动关闭的水锤防护方案的参数选取原则,对比常规调压塔防护方案与泵后设调压塔结合末端调流阀联动关闭的水锤防护方案对停泵水锤的影响.计算结果表明,常规调压塔防护方案调压塔面积达到1 100 m²,投资成本巨大;调压塔结合末端调流阀联动关闭的防护方案末端调流阀关闭过快会引起管道正压过大,关闭过慢会导致管道水流回流能力不足,选取合适的末端调流阀关闭时间,在满足系统水锤防护标准的前提下,可以有效地减小调压塔面积.     

新疆管道输水灌溉技术的应用条件及面对的问题

针对新疆目前田间节水灌溉技术的应用状况以及输水工程存在的问题,结合新疆的地形、气候以及田间微喷灌技术对水质的要求,指出了新疆发展管道输配水灌溉系统的有利应用条件和必要性,介绍了国内外管道输配水灌溉系统的发展状况和取得的效益,提出了新疆发展管道输配水灌溉系统应解决的关键问题以及由此而获得的效益。     

高压输水管道中锥形阀的消能研究

高压输水管道内部消能对于输水建筑物的安全至关重要。基于辽宁省供水工程为研究背景,采用物理模型试验的方法,研究锥形阀内部消能工在高压输水管道中的消能效果。试验研究主要从锥形阀过流断面的流态、流速、压力等水力学参数进行成果分析,由试验数据计算锥形阀最终的消能率。试验成果研究表明,锥形阀消能工在输水隧洞的运行过程中能够很大程度上降低水流的能量,从而保证了输水隧洞运行的安全。试验的研究成果可供类似工程参考。     

有机玻璃管道直接水锤压力特性试验研究

为了了解黏弹性管道的水锤压力特性,文中通过搭建水库-管道-阀门系统模型,进行了系列关阀水锤试验,针对有机玻璃管道中末端阀门初始开度分别为30%,100%时关阀产生的直接水锤压力变化规律进行了研究,从黏弹性材料的本构关系角度分析了关阀时间对黏弹性材料直接水锤的影响机理,并对2种不同初始开度下阀门附近的流场进行了三维数值模拟.研究结果表明：黏弹性管道中直接水锤压力变化规律与传统的水锤理论不符,直接水锤压力不仅与阀门的关闭时间有关,还与阀门的初始开度有关,满足“阀门关闭越快,直接水锤压力越大”与“阀门初始开度越小,直接水锤压力越大”的规律.     

不同关阀规律与出水口形式对管路水锤的影响

为了研究事故工况下管线末端阀门不同关闭方式对管线末端水锤及整体水锤压力的影响,针对长距离有压输水管道建模计算存在管线简单、求解信息种类少、数据量大的特点,采用特征线法对山东莱城发电厂供水管路水力瞬态过程进行了模拟,分析了不同关阀规律对管道末端水锤的影响.结果表明,出口阀门的关闭规律对末端水锤的影响很大,由于受阀门自身限...     

空气罐参数对多驼峰输水系统水锤防护的影响研究

空气罐是长距离输水工程中常见的水锤防护措施,为探究影响其效果的多种因素,以特征线法为基础,结合某实际工程对输水管道进行水力过渡过程分析,建立9组不同的参数组合模型研究罐体的体积、罐内气液比和罐体高度直径比对水锤防护效果的影响,结果表明罐的水锤防护能力随体积和气液比的增大、高度直径比的减小而增强,从经济效益和安全角度出发得到罐的最优参数：体积50.49m³,高度直径比0.5,气液比1.2。此外,通过12组不同的阀门关闭规律方案对比,发现合理设置末端阀门关闭时间不仅能够降低单向塔的尺寸,还能进一步改善空气罐防护受限处的水锤。