【摘要】：為緩解地區(qū)間水量供需矛盾,長(zhǎng)距離輸水工程,甚至跨地區(qū)、跨流域的輸水工程解決城市和生態(tài)環(huán)境用水成為現(xiàn)階段供水工程的一種必然發(fā)展趨勢(shì),其數(shù)量和規(guī)模逐漸增多、增大,是21世紀(jì)我國(guó)水利發(fā)展的一大特點(diǎn)。山西省的水資源供需矛盾較為突出,長(zhǎng)距離供水工程是我省新水源工程的重要組成部分。為從根本上解決供水問題,山西省委及省政府依據(jù)中央水利改革發(fā)展的決策規(guī)劃與國(guó)家發(fā)展改革委和水利部要求,于2011年全面部署了“兩縱十橫,六河連通,覆蓋全省”的大水網(wǎng)工程。為保證工程在設(shè)計(jì)工況下穩(wěn)定運(yùn)行,需對(duì)工程穩(wěn)態(tài)運(yùn)行,梯級(jí)泵站水力調(diào)度,水力過渡過程,水錘的安全防護(hù)等運(yùn)行過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行深入計(jì)算與分析。本論文基于大水網(wǎng)山西省鄉(xiāng)寧縣譚坪沿黃供水工程,進(jìn)行梯級(jí)泵站供水系統(tǒng)水力調(diào)度與泵站水錘特性,及重力流供水系統(tǒng)運(yùn)行特性的計(jì)算與研究,進(jìn)而提出合理恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)行建議及水錘防護(hù)措施,以保證供水工程系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟(jì)性。研究?jī)?nèi)容如下:(1)梯級(jí)提水工程中各級(jí)泵站穩(wěn)態(tài)運(yùn)行參數(shù)計(jì)算。建立同型號(hào)水泵定速并聯(lián)運(yùn)行、同型號(hào)水泵變速并聯(lián)運(yùn)行工況下的水泵穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型,并對(duì)各級(jí)泵站的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)分別進(jìn)行求解及分析。(2)分析計(jì)算大水網(wǎng)山西省鄉(xiāng)寧縣譚坪沿黃供水工程各級(jí)泵站在不同凈揚(yáng)程下的流量、揚(yáng)程、功率等水力參數(shù)的變化范圍。針對(duì)二級(jí)泵站不同流量需求,通過改變水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)及水泵變速調(diào)節(jié)的方式,進(jìn)行泵站水力調(diào)度流量平衡分析。(3)分析液控蝶閥、空氣閥等多種水錘防護(hù)措施的工作原理及邊界條件,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,基于水錘的仿真模擬計(jì)算結(jié)果,為不同水錘防護(hù)措施的實(shí)現(xiàn)提供依據(jù)。(4)梯級(jí)提水工程中各級(jí)泵站水力過渡過程模擬計(jì)算。建立水力過渡過程數(shù)學(xué)計(jì)算模型,應(yīng)用特征線法的基本原理,對(duì)水錘計(jì)算數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解�；诒谜舅N的計(jì)算結(jié)果,提出管路安全防護(hù)的建議措施。(5)針對(duì)山西省鄉(xiāng)寧縣縣城重力流供水工程,分析輸水管路的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況;模擬計(jì)算末端調(diào)流調(diào)壓閥防護(hù)時(shí),不同線性關(guān)閉規(guī)律下的水錘壓力特征,確定閥門的最優(yōu)關(guān)閉規(guī)律;進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算得出輸水管線安全運(yùn)行的防護(hù)方案。(6)基于Visual Basic 6.0開發(fā)語言,開發(fā)重力流輸水系統(tǒng)的水力特性數(shù)值模擬計(jì)算軟件。建立重力流供水工程穩(wěn)態(tài)分析模塊和水錘分析模塊,并實(shí)現(xiàn)各工況計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)導(dǎo)出、圖形輸出等功能。通過本論文的分析研究,為山西省大水網(wǎng)高揚(yáng)程、小流量、長(zhǎng)距離的提黃泵站的安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供技術(shù)支持,也為類似供水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù);但鑒于水錘發(fā)生時(shí)的復(fù)雜水力瞬變條件,空氣閥的設(shè)置理論及進(jìn)排氣流量系數(shù)的變化機(jī)理尚未完全揭示,有待進(jìn)一步探討。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TV675;TV134

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