【摘要】：我國總體上水資源十分短缺,水資源在時間和空間上的分布也極不均勻,但居民用水權(quán)重卻逐年增大,水資源短缺的局面已經(jīng)成為制約我國尤其是北方城市國民經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。為解決水資源分布的地域差異和供水需求日益尖銳的矛盾,通過修建跨地區(qū)、跨流域的長距離供水工程已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢,其中,絕大多數(shù)為泵站輸水工程。泵站加壓輸水的方式中輸水管線容易受地形和其他建筑物的影響,往往起伏變化較大,發(fā)生停泵水錘后,在管路中會產(chǎn)生正、負壓交替的壓力波動,造成管道破壞�？諝忾y由于具有良好的防護負壓水錘和控制管中氣體體積的功能,現(xiàn)已成為供水系統(tǒng)中一項重要的管路水力組件和主流產(chǎn)品,但目前沒有指導空氣閥設計、生產(chǎn)和試驗的統(tǒng)一標準,產(chǎn)品質(zhì)量相差較大,尤其當浮球耐壓等級不夠造成變形破壞時,空氣閥就失去防護水錘的作用。本論文結(jié)合新石煤焦化供水工程,對空氣閥防護水錘的結(jié)構(gòu)特性及浮球受力進行研究,主要內(nèi)容如下:(1)綜述國內(nèi)外對空氣閥防護水錘效果和浮球強度計算的研究現(xiàn)狀,明確研究目的與意義;(2)基于不同類型空氣閥的結(jié)構(gòu)及水力特性,系統(tǒng)闡述其工作原理、選型與布置原則以及在實際供水工程中空氣閥失效的原因等;(3)根據(jù)泵站穩(wěn)態(tài)計算數(shù)學模型和瞬變流基本理論及特征線法推導有壓輸水管道水錘計算模型,結(jié)合新石煤焦化供水工程進行空氣閥防護水錘水力效果分析,確定壓力管道的壓力分布,在此基礎上對空氣閥門的結(jié)構(gòu)特性進行分析;(4)根據(jù)空氣閥的結(jié)構(gòu)尺寸圖在Workbench的DM模塊中創(chuàng)建浮球與金屬閥座的三維幾何模型,自定義設置材料特性參數(shù),建立浮球上、下半球間以及與金屬閥座間的接觸類型,最終劃分網(wǎng)格,完成浮球有限元模型的創(chuàng)建;(5)采用有限元分析軟件—Ansys Workbench對空氣閥浮球進行有限元靜力學計算,根據(jù)浮球的實際受力條件,對有限元模型添加相對應的邊界條件,對上、下半球采用相同壁厚結(jié)構(gòu)的浮球在不同壁厚、水壓力載荷、材料、與閥座接觸角度等參數(shù)下的受力進行計算,最終目標為空氣閥浮球的設計及供水系統(tǒng)的安全運行提供技術(shù)支持。
【圖文】：

根據(jù)泵站穩(wěn)態(tài)計算數(shù)學模型和瞬變流基本理論及特征線法推導有壓輸模型，結(jié)合新石煤焦化供水工程進行空氣閥防護水錘水力效果分析，確力分布，在此基礎上對空氣閥門的結(jié)構(gòu)特性進行分析；根據(jù)空氣閥的結(jié)構(gòu)尺寸圖在 Workbench 的 DM 模塊中創(chuàng)建浮球與金屬模型，自定義設置材料特性參數(shù)，建立浮球上、下半球間以及與金屬閥，最終劃分網(wǎng)格，完成浮球有限元模型的創(chuàng)建；采用有限元分析軟件—Ansys Workbench 對空氣閥浮球進行有限元靜球的實際受力條件，對有限元模型添加相對應的邊界條件，對上、下厚結(jié)構(gòu)的浮球在不同壁厚、水壓力載荷、材料、與閥座接觸角度等參數(shù)算，最終目標為空氣閥浮球的設計及供水系統(tǒng)的安全運行提供技術(shù)支持研究的技術(shù)路線

類型組合的空氣閥。目前，國內(nèi)輸水工程注氣微排閥、高速進排氣閥、復合式空氣閥了大量排氣和大量吸氣兩種孔口功能，它體表現(xiàn)在輸水管線空管充水時排出管中空管線內(nèi)產(chǎn)生負壓時吸入空氣破壞真空。高閉，當輸水管線空管充水時，浮球座在浮空氣沿著浮球托盤底部向上，從浮球四周能，空氣排完后，水進入閥體，浮球在水、系統(tǒng)有壓正常運行時，浮球保持浮起關況下管線內(nèi)產(chǎn)生負壓時，浮球才會落下，，。高速進排氣閥的使用次數(shù)較少，一般情圖 2-1 所示，其進排氣過程示意圖如圖 2
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TV134

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1 廖志芳;李志鵬;李豪;王東福;朱慈東;徐放;王東輝;;空氣閥結(jié)構(gòu)及性能研究[J];中國設備工程;2018年23期

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本文編號：2591236