隨著國民經(jīng)濟水平的提高,對于供水工程建設(shè)的要求也隨之增多,不僅要確保工程的安全性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性,還要積極采用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備等使供水工程更加環(huán)保高效。而提水泵站作為供水工程的主要形式之一,故對其的設(shè)計與建設(shè)應(yīng)滿足人們更多的需求。如今大部分泵站地處地形復(fù)雜的山區(qū)中,且多為長距離高揚程的灌溉提水泵站,而長軸取水泵站具有安裝面積小、汽蝕性能好、啟動方便等優(yōu)點,且適用于高揚程、流量大、揚程變幅較大的工況,故長軸取水泵站被廣泛的應(yīng)用,如貴州塘寨電廠工程、寧夏紅寺堡揚水工程、山西杜河提水工程、長治后灣水庫擴建工程等。但長軸取水泵站在運行過程中會產(chǎn)生振動現(xiàn)象,從而導(dǎo)致泵機組效率降低,甚至機組會發(fā)生故障。此外,較大的變幅水位也對泵站的運行方式也提出了更高的要求。所以對長軸取水泵站這種新興供水系統(tǒng)的水力特性研究成為重中之重。長軸取水泵站供水系統(tǒng)的研究主要包括長軸取水泵站和重力流的水力特性研究,提出供水系統(tǒng)水錘防護措施的決策,確保泵站的安全運行。在現(xiàn)有的國內(nèi)外成果基礎(chǔ)上,本論文結(jié)合山西大水網(wǎng)松溪長軸取水泵站供水系統(tǒng),研究內(nèi)容如下:(1)簡單概述長軸泵站的基本理論,從水泵轉(zhuǎn)速這方面分析長軸取水泵振動及機組效率低的原因。(2)建立長軸取水泵站的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型,在水位變幅較大的情況下,計算泵站的穩(wěn)態(tài)運行工況,基于目前先進的變頻技術(shù),實現(xiàn)長軸取水泵站在水泵的高效區(qū)內(nèi)去尋求其最優(yōu)轉(zhuǎn)速。(3)建立重力流水力過渡過程的數(shù)學(xué)模型,計算其穩(wěn)態(tài)及無閥防護下的過渡過程,基于設(shè)計中采用的末端調(diào)流調(diào)壓閥進行分析對比,選出合理的關(guān)閥方式。(4)研究進排氣閥、調(diào)流調(diào)壓閥的工作原理和特點,建立其數(shù)學(xué)模型,分析邊界條件,在此前提下計算過渡過程,優(yōu)選關(guān)閥方式。(5)根據(jù)已建立的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型、水力過渡過程數(shù)學(xué)模型及初始、邊界條件,應(yīng)用Visual Basic 6.0編程語言和SQL數(shù)據(jù)庫,開發(fā)供水泵站水力特性分析系統(tǒng)。(6)以山西大水網(wǎng)中的松溪供水工程為例,對長軸泵站的穩(wěn)態(tài)、變速調(diào)節(jié)、過渡過程及重力流的過渡過程進行數(shù)值計算。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TV675;TV136.2
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
        1.1.1 研究的背景
        1.1.2 研究的意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題
        1.2.1 長軸泵站運行研究現(xiàn)狀
        1.2.2 重力流水錘計算及防護研究現(xiàn)狀
        1.2.3 存在問題
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
    1.4 本文研究的技術(shù)路線
第二章 長軸取水泵站概述
    2.1 長軸離心泵的介紹
        2.1.1 離心泵運行原理
        2.1.2 離心泵的分類及其特點
        2.1.3 長軸泵的構(gòu)造
    2.2 長軸離心泵運行的振動問題
第三章 泵站穩(wěn)態(tài)運行數(shù)學(xué)模型
    3.1 穩(wěn)態(tài)介紹
        3.1.1 穩(wěn)態(tài)的定義
        3.1.2 穩(wěn)態(tài)的分類
        3.1.3 穩(wěn)態(tài)的計算方法
    3.2 泵站穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 水泵定速運行
        3.2.2 水泵變速運行
    3.3 長軸泵站穩(wěn)態(tài)運行的特殊技術(shù)要求
    3.4 重力流輸水穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型概述
第四章 重力流水錘理論及其過渡過程數(shù)學(xué)模型
    4.1 水錘概念
    4.2 水錘基本微分方程式
        4.2.1 運動方程式的推導(dǎo)
        4.2.2 連續(xù)方程式的推導(dǎo)
    4.3 特征線法
        4.3.1 特征線法概述
        4.3.2 特征線法推導(dǎo)求解水錘基本方程
第五章 供水系統(tǒng)邊界條件及數(shù)學(xué)模型的建立
    5.1 上游是水庫或水池
    5.2 下游是調(diào)流調(diào)壓閥
        5.2.1 調(diào)流調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)原理
        5.2.2 調(diào)流調(diào)壓閥的分類
        5.2.3 調(diào)流調(diào)壓閥邊界條件的建立
        5.2.4 調(diào)流調(diào)壓閥數(shù)學(xué)模型的求解
    5.3 管路安置減壓池的求解
    5.4 兩階段液控蝶閥的邊界條件
        5.4.1 液控蝶閥的運行原理
        5.4.2 液控蝶閥兩階段關(guān)閉原理
        5.4.3 液控蝶閥邊界條件的建立
        5.4.4 液控蝶閥數(shù)學(xué)模型的求解
    5.5 進排氣閥的邊界條件
        5.5.1 進排氣閥工作特點及原理
        5.5.2 進排氣閥邊界條件及數(shù)學(xué)模型
    5.6 超壓泄壓閥邊界條件及數(shù)學(xué)模型
        5.6.1 超壓泄壓閥的工作原理
        5.6.2 超壓泄壓閥的邊界條件
第六章 重力流水力特性分析系統(tǒng)軟件的開發(fā)
    6.1 開發(fā)語言的選擇
    6.2 數(shù)據(jù)庫的選擇
    6.3 供水泵站水力特性分析系統(tǒng)軟件
        6.3.1 軟件功能介紹
        6.3.2 長軸泵站穩(wěn)態(tài)及變速調(diào)節(jié)計算模塊
        6.3.3 長軸泵站水錘計算模塊
        6.3.4 重力流穩(wěn)態(tài)及水力過渡過程計算模塊
第七章 山西大水網(wǎng)松溪供水系統(tǒng)水力特性分析
    7.1 松溪供水系統(tǒng)工程概況
    7.2 松溪泵站水力特性分析主要參數(shù)
        7.2.1 泵站設(shè)計參數(shù)
        7.2.2 泵站水力特性分析的主要內(nèi)容
    7.3 松溪泵站穩(wěn)態(tài)運行數(shù)值模擬及分析
        7.3.1 泵站穩(wěn)態(tài)運行數(shù)值模擬
        7.3.2 泵站穩(wěn)態(tài)變頻運行數(shù)值模擬
        7.3.3 泵站穩(wěn)態(tài)運行分析
    7.4 松溪泵站水力過渡過程數(shù)值模擬及分析
        7.4.1 松溪提水泵站水力過渡過程計算結(jié)果
        7.4.2 水力過渡過程計算結(jié)果分析
    7.5 松溪泵站水重力流段穩(wěn)態(tài)及過渡過程數(shù)值模擬及分析
        7.5.1 重力流穩(wěn)態(tài)運行數(shù)值模擬
        7.5.2 重力流過渡過程數(shù)值模擬
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
        8.1.1 長軸取水泵站穩(wěn)態(tài)和變頻運行及水力過渡過程數(shù)值模擬基本結(jié)論
        8.1.2 重力流水力過渡過程數(shù)值模擬基本結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的主要科研項目

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本文編號：2829849