基于射流补水的水泵水轮机S特性改善研究

针对水泵水轮机的“S”特性提出了在导叶顶盖位置无叶区处加装注水管的解决方案,并模拟了注水管安装在不同位置时的“S”特性曲线,分析了加装注水管后转轮区域内流线及转轮各叶道流量的分布规律。结果表明,于导叶顶盖加装注水管可以有效改善转轮内部流动,减轻转轮和导叶内部流动的相互影响,减小叶道涡的尺寸,同时有效缓解了转轮各叶道流量分布不均的现象。在注水管处于无叶区中段和活动导叶附近时,对“S”特性的改善效果明显。

区域供冷管网的水锤分析

区域供冷系统一次冷冻水管网分为开式系统和闭式系统,开式系统虽然相对闭式系统节省了设备和换热温差,效率更高,但水力特征较为复杂,存在水锤和倒灌等风险。结合深圳某集中供冷项目一次冷冻水开式系统的系统设置和布置特点,采用水力分析软件模拟不同运行工况下供冷管网、冷站、用户侧的水力特征。发现开式系统的水锤特征包括:最大水锤出现在用户侧或管网远端,同时存在负压和正压水锤,水锤出现工况较多,但不易出现破坏性水锤。针对该项目水锤特性,提出改善措施,保证供冷系统的安全运行。

变特性长管道内水流冲击气团的刚性数学模型

导出了可模拟分析变特性长输水管道系统内有压水流冲击管道内滞留气团的瞬变流现象的实用刚性数学模型,并通过算例对比分析了该数学模型与现有针对单特性管道的几种简化刚性数学模型的差异,验证了该数学模型的有效性和合理性。

大门大桥引桥过桥管线作用效应研究

为了研究过桥管线对桥梁工作性能的影响程度,以温州市大门大桥工程引桥(连续箱梁桥)为工程背景,通过对管线布置方案的比选,确定该桥采用桥面两侧"管线专用区域"的布置方案;并就输水管道对桥梁结构的影响进行静、动力分析研究。研究表明,水荷载引起的桥梁跨中挠度与荷载短期效应组合下跨中挠度相比,可以忽略;连续梁结构的固有频率与输水管道内恒定流频率的波动范围不同,二者不会产生共振现象;水荷载引起的桥梁结构正截面应力增量小于1MPa,不足以影响桥梁的安全运营。

长距离重力流输水系统的爆管过渡过程和阀门关闭规律的研究

由于爆管事故具有随机性、不可预知性,在长距离重力流输水系统中一般无法通过非破坏性试验直接测量爆管时的压力和流量变化过程。根据瞬变流理论,在输水管道的水锤基本方程上,引入爆管边界,建立爆管的水力学模型,并采用特征线法求解。通过假设在输水工程管线不同位置处发生爆管,比较不关阀和关阀两种条件下爆管后管线内的压力瞬变过程和爆管点漏损量的变化,结果表明通过合理选取爆管点上下游液控阀的关闭规律,能够明显减小爆管泄漏量,避免爆管后关阀操作不当可能诱发的二次水锤及次生危害。

PVC等径三通管道的水击特性分析

提出了三通管道输水时的5种典型工况,通过理论分析方法研究了等径三通输水管不同典型工况下的水击特性,得到了不同工况下的水击波传播规律;然后针对典型的水库-三通管-阀门的输水系统,采用特征线法计算验证,计算结果与理论分析的结果一致。研究表明,当两尾端阀门同时关闭时将产生较大的水头,在实际工程应采取相应的保护措施。

超(超)临界疏水阀开阀水锤及管道振动

针对超(超)临界疏水阀开阀水锤及阀后管道振动问题,运用充液管道振动分析的流固耦合理论及特征线法,建立开阀水锤及管道振动的数学模型,求解得到疏水阀在不同流量特性及不同套筒层数下阀开启时水锤压力、流体流速、管道轴向内力和管道振速的时域曲线。研究结果表明:水锤压力取决于流体的流速与压力相互作用,管道内力受水锤压力影响较大,局部受管道振速影响;额定流量恒定时,线性流量特性下水锤峰值压力明显小于快开特性,流速大于等百分比特性,超(超)临界疏水阀宜选用线性流量特性;随着套筒层数增加,水锤压力峰值和管道轴向内力峰值减小,但开阀初始阶段流速波动和管道振动增加。

流速及管道特性对水击的影响

应用特征线法 ,对钢管及 PVC管道中水击进行计算 ,分析了管道中水流流速及管道材料、管壁厚度对管道中水击压强大小。

用变时间步长计算多管路系统水锤现象

从不定常偏微分方程组出发,采用特征线方法,对多管路系统的不同管道,使用不同的时间步长计算了水锤现象。由于步长随需要和管长不同而异,使计算最大大减少,保持了计算精度,提高了计算效率。数值模拟结果是满意的,可为工程中管道系统的设计及防护提供参考和依据。

化工管路系统水击振动特性频域研究

运用分布参数法在频域内研究刚性约束化工管路的水击响应。在频域内建立阀后刚性管道系统的水击振动动力学传输方程;推导出管路系统的传输压力比幅值特征方程,获得不同边界条件下管路的水击振动响应规律;并从谐振管长、激振源阻抗和负载阻抗方面对管路的谐振与管路振动响应进行了分析,当负载阻抗和管路特征阻抗匹配时,其压力比幅值最小。

有压管道结构运动对管内水锤压力的影响研究

针对经典水锤理论忽略结构对水锤压力影响的问题,深入研究了管道运动对管内水锤特性的影响,建立了水锤流固耦合数学模型,分别研究了管道轴向运动、横向运动和扭转对水锤压力的影响.通过具体实例,研究了流固耦合对管内水锤压力特性产生影响的程度.

一维单相流管路水锤现象的数值模拟

作者根据管路水锤现象的物理特性,依据不同边界条件建立了边界组件数学模型,采用特征线法编写了计算程序模拟管路水锤现象。计算结果表明采用特征线法可较精确描述压力波的传递过程且在计算中不会导致数值误差。

引汉济渭工程长距离有压输水管道水锤计算分析

长距离有压输水管道因水流条件复杂而容易产生水锤现象,进而导致管道系统产生振动或者爆裂。为满足实际输水需要,保证输水管线安全运行,采用特征线法,利用水锤数值模拟软件建立长距离输水管线水锤计算基本模型,通过对引汉济渭二期工程北干线黄池沟配水枢纽至板桥出水池段输水管道系统稳定运行状态、调整运行状态、检修切除管段运行状态(分水口控制流量、分水口控制开度)和爆管时4种工况下的水锤现象及变化规律进行了分析研究,确定了阀门最优启闭规律和操作规程。

大跨度斜拉桥过桥水管振动关键问题研究

温州市大门大桥是连接大(小)门岛港区与温州大陆的跨海大桥。为解决大(小)门岛供水供电,大桥上敷设有2根直径100 cm水管和4回路220 kV高压供电管线。以大门大桥斜拉主桥为工程背景,对跨海斜拉桥大直径过桥水管振动关键问题进行研究。主要从水管恒定流振动效应和非恒定流水锤作用两方面着手。通过流固耦合场分析输水管道内恒定流频率,并与桥梁的固有频率进行比较,结果表明二者不存在共振问题。并采用拟静力的方法研究水锤效应。分析表明大直径水管对主桥影响有限,不会影响桥梁结构的安全运营及行车舒适度。

管道流体瞬态——水汽锤计算原理

文中介绍了核电站管道中流体瞬态——水汽锤的计算原理;既适用于液体介质的水锤计算,也适用于可压汽体的汽锤计算.对于一些典型管道部件的处理方法,文中也作了讨论。

波纹管内瞬变流动的数值计算

为了进行低温推进剂输送管路瞬变流的计算,推导了波纹管内瞬变流动的连续性方程和动量方程,并推出波纹管的水击波速计算公式。将波纹管控制方程等效转化后,可以通过特征线法求解。通过实例计算表明,计算结果与实际测试数据较为吻合。

热力发电厂循环水系统空管启动分析

从常规热电厂循环水系统空管启动实际过程出发,分析了影响循环水系统空管启动安全的各种因素,并结合实践给出了操作方法和建议,供同类型系统启动方案制订时参考。

长距离有压管道水锤预防措施

有压管道阀门迅速启闭时,易导致水锤现象的产生,从而破坏阀门、炸裂管道,影响管道的安全运行。本文通过工程实例,采用特征线法对管道水锤进行分析计算,得出各种关阀时间阀门末端对应的水头包络线及各种工况下的关阀时间与水击压力的关系曲线图,验证了管道设计是否合理及合理拟定最佳启闭阀门时间的目的,为管道设计合理选材及运行管理提供了借鉴。

水击流固耦合的判断准则探索

水击理论在进行水击计算时忽略管道结构的动态特性对水击压力的影响。这种忽略对于受很大约束的管道系统的水击计算是可行 ,但对于实际应用中最大量使用的弱约束管道系统 ,管道结构的运动和变形可能会对水击压力产生很大的影响。根据管道结构的运动和变形对水击压力的影响进行了研究 ,阐明了管道有压流系统中流体～结构相互作用的机理 ,论述了摩擦耦合、泊板耦合、接合部耦合和泊松接合部耦合 4种形式。通过典型算例分别研究了管道的轴向运动、弯曲和扭转对水击压力的影响 ,发现轴向运动对水击压力的影响最大 。

减压式水电站水击压力的计算

本文提出了在喷灌管路中减压式水电站水击压力计算的方法,对于了解这类电站水击压力的变化规律、合理的选用阀门及切换设备有一定的意义。