液体输送管道瞬变流动分析

对由连续性方程、动量方程和能量方程构成的液体管道瞬变流动数学模型,采用特征线法进行求解,并用显式特征差分法得到了特征方程的差商方程,求出了瞬变流动时管道各个参数的解析解。对离心泵启动工况进行数值模拟的结果表明,所提出的模型处理方法切实可行。

基于特征线法的含气输水管道水锤特性分析

输水管道发生关阀、泄漏等工况时,常处于气液两相流状态,极易造成异常压力波动,加剧了水锤的破坏性,影响管道的安全运行。为研究复杂输水管道内异常水压问题,该研究基于特征线法,建立了考虑非恒定摩阻的含气瞬变流模型,并引入离散气体空腔模型(Discrete Gas Cavity Model,DGCM)进行求解计算。对比了有无空气罐对含气瞬变流规律的作用,并研究了含气率、空气罐安装位置等因素对阀门末端压力的影响。结果表明,空气罐能大幅降低压力峰值,使管道快速达到稳定状态,无空气罐防护时压力峰值高达29.69 m,增加空气罐后压力峰值仅为8.38 m;含气率的增高、初始流量的减小、初始泄漏量的增大、空气罐离下游距离越近都可使管内压力峰值降低。研究结果可为输水工程的安全防护相关研究提供参考。

输油管道系统水击分析与计算

水击是输油管道系统中经常出现的一种不稳定流现象。当管内压力由于水力瞬变而发生急剧变化时,如果某高点未出现因压力低于油品的饱和蒸气压而产生的负压汽化现象,则流动为单相流动,但如果出现负压汽化现象,则处于该点的管段内液体的流动就演变成了气液体两相流动,增大了水击分析的难度。对管内单相流动和含气泡液体两相流动进行了水击分析,认为分析结果可以真实地反映油品在管内流动的规律,并且可以全面用于模拟和分析管道系统的各种工况,确保管道在安全的前提下优化运行。