發(fā)布時間：2025-01-01 01:47

　　 為研究閥門關(guān)閉瞬間產(chǎn)生的水擊壓力,以管嘴出流規(guī)律來確定閥門斷面的水頭和流量的關(guān)系,并結(jié)合特征線方程,以水擊實驗臺為模型,用MATLAB編程進行水擊模擬計算.結(jié)果表明:閥端壓力隨閥門關(guān)閉先迅速上升,0.36 s達到最大值,之后壓力又迅速下降;隨著時間的增加,閥端壓力不斷重復上升到峰值然后又下降,但其最大壓力都小于第1個峰值.將數(shù)值模擬結(jié)果與水擊實驗臺的試驗結(jié)果進行對比分析,驗證了管嘴出流模型以及計算程序的準確性.故在簡單的有壓管道中,當管道末端為閥門時,可以按照管嘴出流規(guī)律來建立邊界條件.在此基礎(chǔ)上依次取閥門關(guān)閉時間為1.0,2.0,3.0,4.0,4.8 s,模擬了閥門關(guān)閉時間對最大水擊壓力的影響.結(jié)果顯示,閥門關(guān)閉時間對水擊壓力有很大影響:關(guān)閥時間越長,產(chǎn)生的最大水擊壓力越小;但隨著閥門關(guān)閉時間的延長,水擊壓力的減小幅度會越來越小.

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【部分圖文】：

圖1 管嘴模型

圖1為管嘴出流的模型示意圖，圖中p1為靜壓;C-C為收縮斷面．管嘴出流的流量公式[14]為

圖2 計算網(wǎng)格

用MATLAB進行編程[15]．圖2為使用特征線法計算時所用的網(wǎng)格，也為程序編寫時的思路框圖．假設(shè)P為任意點，A,B為點P兩側(cè)前一時刻的2點．圖2中橫坐標代表管道長度x，步長為dx;縱坐標代表計算時間t，步長為dt．首先算出t=0時刻即閥門全開時管道內(nèi)每個節(jié)點處的壓力與流量，以此....

圖3 閥門入口側(cè)的壓力隨時間變化曲線

圖3為閥門入口側(cè)壓力隨時間變化曲線，圖中p為水擊壓力．計算總時間T=5s,dt=dx/(a+c)=0.0004s.由圖3可以看出，從閥門關(guān)閉開始，閥端壓力先迅速上升，在900步左右即0.36s達到最大值，壓力值為855.4kPa，之后壓力又迅速下降;而后隨著時間的增加，....

圖4 試驗設(shè)備圖與試驗流程圖

圖4為試驗設(shè)備圖與試驗流程圖．整套試驗裝置由高位槽、輸水壓力管道、可快速控制關(guān)閉和開啟時間可調(diào)的氣動球閥(截止閥)、離心泵、壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集箱、計算機及相應(yīng)的測試軟件等組成系統(tǒng)．由計算機快速關(guān)閉氣動球閥(可以隨時改變氣動球閥關(guān)閉時間)產(chǎn)生水擊現(xiàn)象，計算機隨即記錄氣動調(diào)節(jié)閥門旁....

本文編號：4021863