城市供水、供熱、供燃?xì)獾扔袎汗艿朗潜ＷC人們正常生活的生命線,但其在輸送過程中存在許多問題,其中較為突出的是可能導(dǎo)致管道及管件的損壞的水力瞬變流動問題。因此,有必要對有壓管道中的這種水力瞬變動力學(xué)行為進行研究。近些年,彈性管道與粘彈性管道并存的粘彈性混合管道系統(tǒng)正逐漸取代單一材料的管道系統(tǒng),與傳統(tǒng)的彈性管道相比,此類管道系統(tǒng)水力瞬變壓力波的波速大小與波動衰減速率快慢不一,其原因在于粘彈性管道本構(gòu)特性受諸多因素如溫度、材料分子結(jié)構(gòu)和管道約束情況等影響。此外,實驗室研究的有壓管道的管道尺度（管長與管徑之比和管長與波速之比）較小,而工程中的管道尺度比實驗室的較大,實驗室的一些研究結(jié)果應(yīng)用在實際工程中有一定的局限性。因此,有必要針對粘彈性混合管道的管材特性及尺度特性對水力瞬變動力學(xué)行為（瞬變壓力波的傳播速度（波速）和水力瞬變壓力波的衰減速率）的影響規(guī)律分別從實驗研究和理論分析展開以下研究:首先,設(shè)計并搭建管道的水力瞬變實驗臺,在此基礎(chǔ)上進行彈性管道水力瞬變實驗,研究不同初始流態(tài)下上游關(guān)閥和下游關(guān)閥產(chǎn)生的水力瞬變流動的水力動力學(xué)行為。隨后,更換彈性管道中的部分管道為粘彈性管道,進行混合有粘彈性管材... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

論文結(jié)構(gòu)框架圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-11-第2章水力瞬變實驗系統(tǒng)的設(shè)計及實驗方案在實際生活和工程中有很多管道系統(tǒng)都是多種管材（如鋼鋁管道和鋼塑管道）、多管徑混合的管道系統(tǒng)，且運行工況較多[49]。為進行多工況、多管材的水力瞬變實驗研究，本章特設(shè)計并搭建水力瞬變流動實驗臺并設(shè)計實驗方案。2.1實驗系統(tǒng)及裝置本文水力瞬變實驗臺的系統(tǒng)圖和實物圖如圖2-1和圖2-2所示。在前期該實驗系統(tǒng)只能進行單工況實驗，工況為：2.8米高水箱水位恒定模擬上游水庫，由循環(huán)供水系統(tǒng)供水；末端水箱平均水位0.9米模擬下游水庫；其余管段為水平管，總長33m。沿管線設(shè)有3個壓力測點，在前期的運行中水力瞬變的壓力波信號不明顯，無較為理想的實驗數(shù)據(jù)。因為實驗室場地的限制和基于安全考慮，不能靠加高水箱位置或增加壓力罐來實現(xiàn)大的水頭壓差。因此需要盡可能減少管道水頭損失并更換更為靈敏的壓力傳感器。下面詳細(xì)介紹后期改進的實驗系統(tǒng)。2.1.1水力瞬變管道系統(tǒng)圖2-1實驗室管道系統(tǒng)圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-12-圖2-2局部實驗室管道實物圖改進后的實驗臺的水平管道總長33m，將水平管道管徑統(tǒng)一改為DN32(其中鋼管壁厚3.5mm)。該實驗臺包括供水循環(huán)系統(tǒng)、水力瞬變實驗管道系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其中供水管道系統(tǒng)由上游的地置水箱、水泵及相關(guān)管道組成。該供水循環(huán)系統(tǒng)可通過手動操作管道上游的三個球閥來實現(xiàn)不同水力工況：關(guān)閉球閥1和3、開啟球閥2可實現(xiàn)水泵直接供水，可用來模擬停泵水錘和上游關(guān)閥水錘；打開球閥1和3、關(guān)球閥2可實現(xiàn)高位水箱供水，進而模擬水庫供水的相關(guān)水錘。水力瞬變實驗管道由上下游兩個電磁閥、管道中間的球閥及相關(guān)管道組成的水平管道系統(tǒng)。各測點及電磁閥的詳細(xì)位置見表2-1。通過關(guān)閉球閥4和開球閥5，模擬下游工況為低位水庫；開球閥4和閉球閥5，模擬下游為末端閥直接連接用戶。同時，在管道上壓力傳感器1和2旁裝有管道活接，從而方便后期的換管工作，模擬不同管材和管徑的水力瞬變。在最初的嘗試性實驗中閥門關(guān)閉后各個測點的水力瞬變壓力信號只有第一個峰值較為明顯，在第一個壓力波峰過后壓力波趨于消失，水力瞬變的效果的不明顯。這是由于閥關(guān)閉后管道本身產(chǎn)生了機械振動。于是先更換幾種電磁閥門進行了測試，隨后發(fā)現(xiàn)截止閥在關(guān)閥后在管道上產(chǎn)生的機械振動最為強烈。為降低瞬變流初始壓力波峰值，后將電磁閥換為球形電磁閥。實驗的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由各傳感器、數(shù)據(jù)采集卡及計算機組成。其中核心組件為

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3546433