【摘要】：長(zhǎng)距離輸水管道工程中管線(xiàn)本身較復(fù)雜、構(gòu)(建)筑物眾多,其水錘防護(hù)成為保障管道安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要難題。長(zhǎng)距離輸水管道中常預(yù)留多個(gè)分水口以滿(mǎn)足未來(lái)沿線(xiàn)用戶(hù)的用水需求,考慮遠(yuǎn)期分水口向用戶(hù)供水后即形成有壓分支管,其水力瞬變過(guò)程對(duì)主干管道的水錘防護(hù)勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生一定的影響。所以,我們必須對(duì)這類(lèi)分支管道系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的水錘計(jì)算分析,以保障主干管道的安全運(yùn)行。本文分析了輸水管道中兩相流的流態(tài)特點(diǎn)及多分支管道相關(guān)的水力特性,并討論了水錘基本微分方程,水錘波在管道分支處的傳播與反射,特征線(xiàn)法水錘計(jì)算的基本原理,以及水池、閥門(mén)、分支點(diǎn)等特殊位置的邊界控制方程。文章分析了各類(lèi)水錘防護(hù)設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)及其相關(guān)的邊界條件,給出了管路中的水錘計(jì)算程序流程圖。論文以含有多個(gè)預(yù)留分水口的某水利樞紐輸水管道工程為例,利用C++編程對(duì)管道中的水錘現(xiàn)象進(jìn)行了多種工況下的仿真計(jì)算。結(jié)合工程案例詳細(xì)分析了分支管以疊壓方式、干管壓力直供方式以及設(shè)置穩(wěn)壓池并在穩(wěn)壓池進(jìn)水口安裝新型閥門(mén)——噴孔對(duì)沖式高比例減壓控流閥方式向分水區(qū)供水時(shí)對(duì)主干管道的水錘防護(hù)影響,并對(duì)相關(guān)供水方式下分支管數(shù)量不同及支干管徑比不同時(shí)的輸水管道進(jìn)行了詳細(xì)地水錘計(jì)算,研究其對(duì)主干管道水錘升壓及防護(hù)的影響。經(jīng)水錘計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn),和無(wú)分支管時(shí)的主干管道水錘壓力相比,分支管以疊壓方式向分水區(qū)直接供水,支干管徑比超過(guò)1/6時(shí),分支管對(duì)主干管道的水錘影響較大,使其水錘升壓在原有基礎(chǔ)上有所增大;分支管為干管壓力直供方式向分水區(qū)直接供水,支干管徑比超過(guò)1/6時(shí),分支管對(duì)主干管道的水錘影響較大,但支干管徑比為1/6~1/4時(shí),延長(zhǎng)一定關(guān)閥時(shí)間可減小其影響,保證在原有水錘防護(hù)措施下主干管道的安全運(yùn)行;而分支管采用設(shè)置穩(wěn)壓池并在穩(wěn)壓池進(jìn)水口安裝噴孔對(duì)沖式高比例減壓控流閥方式向分水區(qū)供水,分支管的數(shù)量及管徑大小對(duì)主干管道的水錘升壓影響均較小,對(duì)主干管道系統(tǒng)進(jìn)行水錘計(jì)算及其防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)可以忽略其影響,所以分支管采用此方式供水,能保障在原有水錘防護(hù)措施下主干管道的安全運(yùn)行,為最安全的輸水運(yùn)行方式。本研究成果可為類(lèi)似管道工程的水錘防護(hù)提供參考。
【圖文】：

管路示意圖

水柱分離與斷流彌合示意圖
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TU991.39

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2638305