压力管道中有压气囊运动的试验研究

为探讨压力管道中滞留气囊运动引起压力振荡的影响因素,更全面地表征气囊运动的瞬态效应,区别于以往简单管道系统末端的无压气囊运动试验,以较为复杂的试验管道系统的有压气囊为研究对象,探讨了不同流量和不同气囊体积条件下气囊运动引起的升压规律。试验结果表明:管道系统流量及气囊体积这两个单因素与气囊通过末端阀门产生的最大升压均不成线性关系,而是成上凸形抛物线关系;末端阀门的开度、气体排出引起的水体流速梯度变化、剩余气囊的缓冲作用三者共同决定最大升压值。

水电站引水-尾水管道系统水力过渡过程模型试验与计算

本文针对拉西瓦水电站引/尾水管道系统,修建了一个大比尺(1/50)且部分正态、部分变态的物理模型,并通过调频电机改变导叶启闭时间,观测了机组增甩负荷时压力管道内的水流流态、水头损失、调压室涌浪及涡壳进口处的水锤压力过程线。利用模型试验实测资料,率定出调压室阻抗孔局部阻力系数的计算公式,使数值计算得到的调压室涌浪、引/尾水管道水锤压力及其过程线与模型试验吻合良好。再用数值计算弥补物理模型不能回答尾水管进口最大真空度以及模拟非线性关闭的缺陷,提出了物理模型设计可放弃弹性相似准则的结论,使模型材料不受限制。计算在缺乏水轮机特性曲线的条件下,数值求解转动方程也可得到机组最大转速及其过程线。

三峡左岸电厂6F机组小开度工况异常振动原因分析

三峡左岸电厂6F机组在过速试验的关机过程中,出现了强烈的小开度异常振动现象,振动频率为1.359Hz,该频率最为明显的表现为蜗壳内水压的波动。基于现场试验数据和哈尔滨大电机研究所的模型试验,分析了三峡左岸电站6F机组在三次过速试验的关机过程中水轮机运行参数的变化,并得到了三次试验的关机轨迹。根据关机过程中运行参数的变化,排除了负流量导致6F振动的原因,同时详细论述了水锤也不是异常振动的原因。作者认为最有可能的原因是水体共振,并结合现场试验数据和动态CFD数值计算结果进行了讨论。

利用外加气体改进自激振荡脉冲射流的动态特性

本文分析了控制自然振荡脉冲射流的动态特性的几种方式 ,建立了振荡腔内碰撞剪切流动中的声速模型 ,着重探讨了外加空气对射流振荡频率的影响。研究表明 :振荡腔内气体含量对自激振荡脉冲射流的振荡频率有很大影响 ,气体含量少 ,振荡频率高 ,气体含量高 ,振荡频率低。实验和理论分析相一致。

内置软管的管道水锤波速理论计算公式

内置软管或软条是水锤模型实验中降低水锤波速的有效措施之一,然而目前没有相应的理论计算公式,具体波速只能通过实验测定。本文应用弹性力学理论,导出内置软管的水平管道水锤波速公式,并通过理论分析和与模型实验以及有限元计算的对比,验证了计算公式的可靠性,最后对影响水锤波速的因素进行了敏感性分析,结果表明软管的弹性模量和尺寸等参数对水锤波速的影响较大,而软管泊松比、初始水压力和软管内充气压强的影响相对较小,并且软管弹性模量越小、外径越大则管道水锤波速越小。在尺寸相同的条件下,内置含钢线软管是降低水锤波速的最优方案。

气垫式调压室过渡过程模拟的若干问题探讨

本文对比了含气垫式调压室的引水系统 ,数学模型计算和减压模型试验结果 ,分析了各种减压模型相似因素对试验结果的影响 ,认为引水系统管道内含气量、模型的缩尺效应、气室内空气的状态变化以及减压试验条件等的相似性都会造成物理模型试验结果的误差 .从影响程度而言 ,管道内水体含气量浓度、减压试验条件对于试验结果影响最大 .为此 ,提出应重视这几方面的相似性问题 。

水电站压力管道系统较大比尺水击模型试验设计方法

理论上讲 ,按重力相似准则设计模型 ,并保证模型材料与原型材料的弹性相似 ,即能在模型上模拟原型的水击现象。但对于较大模型比尺 ,很难找到理想的模型材料。为此 ,本文提出了模拟水击的时间变态模型设计方法 ,通过图解法验证了其比尺关系。最后 。

七流道球型止回阀的结构设计及性能分析

针对当前止回阀在使用过程中普遍存在的问题和缺点,对管道直径DN≥200 mm管道系统,开发设计了一种七流道球型止回阀,并在止回阀的后阀体设计中采用异型锥形体结构,有效地改善了钢心胶球在球阀全开时的颤抖,减小整个球阀水力损失;优化了球罩的长度尺寸L和关阀路径S,控制突然停泵时止回阀关闭产生的水锤压力大小,减轻对管道系统的破坏.同时利用UG软件建立止回阀的三维模型,采用Fluent软件对七流道球型止回阀的内部流动进行了数值模拟,并在同一水锤试验台上,在相同的测试条件下,对DN=500 mm的七流道球型止回阀和旋启式止回阀进行了水锤和水力损失对比试验.结果表明:在突然停泵时,同口径的七流道球型止回阀与旋启式止回阀相比,阀体前的最大水锤压力只为旋启式止回阀的1/2,其阀门的关阀时间延长了1倍以上,并且,在相同的过流条件下,其水力损失只为旋启式止回阀的10%.

长输管道泄压阀水力瞬变分析及瞬变工况测试

介绍了长输管道泄压阀的结构及工作原理,分析了水击产生的原因,进行了水力瞬变分析编程计算,设计了泄压阀水力瞬变测试流程。通过试验验证泄压阀对管路水力状态的影响,为泄压阀控制水击提供了理论和试验依据。

高扬程泵站水锤消除器特性的试验研究

为有效防止高扬程泵站机组因意外失电发生水锤事故,引起水大量倒流、机组逆转,对山西杨范泵站采用的下开式水锤消除器水力特性诸参数进行了现场测试与分析,同时采用特征线法模拟,在计算机上编程进行理论计算分析对比,结果表明实测值与理论计算值基本吻合。说明:该数值模拟方法可用于解决类似复杂边界条件的水力过渡过程计算;泵站使用的水锤消除器消锤效果良好。

基于正交试验的单向调压塔结构优化研究

基于单向调压塔水锤防护原理,对调压塔直径、调压塔有效水深和补水管直径等3个关键参数,采用正交试验方法,比较分析各个参数对水锤防护效果的影响权重及其变化趋势,获得最优的单向调压塔设计方案,并通过现场测试,证明该设计方案的有效性。研究表明:在调压塔内水量充足的情况下,补水管直径对水锤防护效果影响最大,其次是塔内有效水深和调压塔直径;随着补水管直径的增加,最大水锤压力先减小后增加;而补水体积则逐渐增大,水泵最大倒转转速略有增加。

两处断流弥合水击特性试验

为研究有压管道系统停泵过程产生的多处水柱分离现象,并分析断流弥合水击升压和断流长度的影响因素,设计出可以实现同时发生两处断流弥合水击的试验模型。试验观察到停泵产生的水柱分离现象有完全雾状汽化状态、完全断流空腔状态、既有断流空腔又有雾状汽化区的断流状态以及不完全断流状态等4种。试验结果表明,初始流速、关阀速度是两处断流弥合升压和断流长度的重要影响因素,初始流速越大,弥合升压越大,断流长度越长;关阀速度越快,弥合升压越大,断流长度越长;流速较高时,管路布置形式对具有两处断流管路的弥合升压影响很大。

气井多相流水击数学模型的建立和求解

针对气井关井瞬间产生的水击现象,由于井筒多相流和高压、高温以及天然气的强可压缩性特征,用于水力学的常规水击压力模型难以适用。基于水力学水击理论,分析气井水击机理,根据质量守恒定律和牛顿第二定律,建立由运动方程和连续性方程组成的描述气井多相流水击压力的数学模型;根据该方程属于拟线性双曲偏微分方程的特点,结合气井压力测试和应用需要,建立了两类边界条件:一类适用于通过井底压力计算井口及沿井深的水击压力,另一类适用于通过井口压力计算井底及沿井深的水击压力;通过特征线法对水击压力数学模型有限差分离散求解。计算结果与实测压力对比结果表明,水击压力模型能够精确地反映水击压力的大小、水击周期和水击衰减规律,从而提高压力恢复试井早期段数据质量,改善试井曲线拟合效果,提高试井解释准确度。

舰载设备双波冲击试验机中的水锤现象研究

介绍了舰载设备双波冲击试验机正波发生系统的基本结构,对系统中水锤现象进行了分析。建立了正波发生系统的非定常流动模型,采用特征线法对该模型进行求解,分析了系统的动态压力变化情况;建立了系统的恒定流动模型,对两种算法下管路内压力变化情况和冲击锤的速度进行了比较。结果表明系统中存在水锤现象,并可以用非定常流动模型进行描述,该算法下冲击锤速度低于恒定流动模型计算结果。

起落架作动筒脉冲试验设备分析与试验

压力脉冲试验设备是一个复杂的非线性系统,其控制方法研究与传统的线性系统有很大不同,对其分析研究的难点主要集中在整个系统的物理实现以及复杂管路系统数学模型的建立上。先分析了整个试验系统的组成和原理,详细研究了非恒定流体的基本方程,然后进行的静态设计为后面的动态仿真提供了参数依据。采用特征线法建立了系统数学模型,运用模型分析了脉冲试验设备压力的瞬态过程,通过仿真试验重点对水锤波波形的影响因素进行分析,从而明确各因素对水锤波波形的影响。最后,通过对该试验主要的被试件——起落架收放作动筒关键参数的不同组合进行试验,验证了模型以及仿真分析的正确性,确保了脉冲试验的顺利完成。

压力测试平台在燃料泵送系统中的应用

针对燃料泵送系统存在的水击压力过大、气液分离不足以及汽蚀等问题,采用压力传感器和数字信号采集系统建立燃料泵送系统压力测试平台。根据测得的压力信号,对燃料枪关闭瞬间流量、管长、溢流阀调定压力以及主阀弹簧刚度对水击效应引起的峰值压力的影响进行研究,并通过频率分析方法和小波分析方法较精确地获得系统的气液分离值和临界汽蚀压力点。该测试平台不仅能实时可靠地对系统压力进行定量诊断与识别,同时还可以为燃料泵送系统的性能优化提供依据。

阀门动态试验装置系统的研究与设计

文章论述阀门动态试验系统的主要组成及其功能,研究该阀门试验系统性能及试验方法。根据试验的需要将系统分为阀门通用项目和水锤性能两个试验段,文中对水锤试验进行了重点阐述,并给出了相关的设计计算过程。

江苏宜兴抽水蓄能电站3号机组过速试验异常水击现象的研究

江苏宜兴抽水蓄能电站机组调试期间,3号机组进行过速试验时出现了异常的振动声音和活动导叶异步现象。针对该异常现象,根据水击理论,结合水泵水轮机模型综合特性曲线"S"特性区特性进行了理论分析,得出该异常现象的主要影响因素为负水击,并通过减慢导叶第二段关闭速度解决了过速试验的异常现象。

大采高液压支架立柱系统动态特性研究

大采高液压支架供液管路的工作压力为23~32.5 MPa、通流直径为38~60 mm、管路长度为1000~1500 m,供液管路具有明显压力、流量响应滞后效应,导致立柱缸液压系统的速度、位移动态特性较差。对液压支架大通径高压供液管路进行水锤试验,试验结果为:在流量为182.7、351.2和521.5 L/min时,压力波速分别为715、979和1065 m/s。建立了AMESim管路模型和液压支架系统模型,分析管路长度、管路通径和初始压力对液压支架立柱动态特性影响规律。仿真结果表明:管路长度越大,管路通径越大,管路初始压力越小,立柱响应时间越长,升柱和降柱过程平稳性高,所用时间增长。

控制水锤波速方法的分析

模拟水锤波速是有压引水系统水力过渡过程水工模型试验的技术关键之一。本文对控制模型试验中水锤波速的几种方法进行讨论分析,在此基础上提出在模型管道中放置高弹性细管以降低波速的方法,并指出应该进一步通过模型试验研究此种方法的机理和各相关因素对波速的影响,以提供一种更有效的降低模型管道中水锤波速的方法。