长距离重力输水系统中的水力分析探讨

对长距离重力输水系统进行了空蚀分析、进排气分析、水锤分析等水力分析。以稳态和瞬态水力模型为理论基础,重点对关阀水锤的预防措施等进行了研究。针对不同的分析结果得出了类似工程的应用结论。

影响重力输水系统中关阀时间的因素分析

在重力输水系统中,管道末端关阀检修操作如果不当,会引起关阀水锤。消除水锤的安全措施很多,但是最经济、有效的方式是延长关阀时间。对影响关阀时间的因素进行了分析,并得出了一般结论。

南水北调工程辛庄口门有压重力输水系统管径优化设计

南水北调工程河南省辛庄口门输水系统设计日供水能力86万m3,总长约212 km,属典型的长距离、大流量有压重力输水系统,管道在整个工程投资中所占比例较大。为节省工程投资,结合辛庄口门实际情况,建立了以管道材料用量最小为目标函数,满足设计供水能力为约束条件的数学模型,采用非线性规划的方法对管道直径进行了最优化求解,计算结果为实际工程的最优化设计提供了有力支持。

水泵加压与有压重力混合输水系统泵阀联合优化调度研究

由于长距离、复杂输水工程的地势一般较为复杂,在工程实际中,水泵加压与有压重力相结合的混合输水方式越来越普遍。但这种混合输水方式仅通过单阀调节难以改善全线的水锤控制效果,从而难以保证整个工程的安全运行。因此,研究水泵加压与有压重力混合输水系统中的泵阀联合优化调度问题具有重要的现实意义。以高疃泵站至无压调节池段水泵加压与有压重力混合输水工程为研究对象,建立了高疃泵站至无压调节池段瞬变流计算模型,模拟了切换工况前、后的运行状态,明确了边界条件。并分析现状调控方案,以泵阀联合调控的时间间隔为控制变量,模拟分析了多种切换方案的瞬变过程,采用均匀试验设计方法优化现有泵阀联合调度方式,提出了调控时间短、操作简单、水位波动小且安全性高的泵阀联合调度方案,并为长距离复杂调水工程的泵阀联合优化调度提供了数据支持。

大变幅流量下重力流系统末端调流阀流量特性选型研究

针对大变幅流量下重力流系统末端调流阀流量特性的选型问题,基于一维水锤理论,采用数值模拟方法,结合工程实例,从调流阀流量特性对稳态运行开度的影响、调流阀关阀水锤最不利流量工况确定、调流阀流量特性对关阀水锤的影响等3个方面,对线性型、抛物线型和等百分比型等3种流量特性进行比较研究。结果表明:①等百分比型流量特性更有利于调流阀在小流量工况的稳定运行。该工况下,等百分比型调流阀的稳态运行开度更大,可避免因开度过小导致的汽蚀和振动。②关阀水锤的最不利流量工况应考虑初始流量最小工况。该工况的调流阀前初始压力最大,关阀历时最短,阀前最大水锤压力往往最大。③等百分比型流量特性更有利于减小调流阀的关阀水锤压力。在相同的初始流量和关阀速率下,等百分比型调流阀的初始开度更大,实际关阀历时更长,在小开度区域的流量系数变化梯度更小,因而关阀水锤压力更小,更有利于管道安全。