水力錘擊壓力波在水系中傳播特性研究.pdf

1、高壓脈動水錘裝置是一種可以產(chǎn)生脈沖壓力波的新型設(shè)備,其產(chǎn)生的壓力波在水系中傳播,因此有必要深入研究水系體積大小對脈沖壓力波峰值的影響,以及壓力波在流體管路的中和不同介質(zhì)中的傳播特性,本文主要研究水系體積對峰值壓力的影響,有利于優(yōu)化管路設(shè)計,以提高裝置輸出峰值壓力,進(jìn)而使脈沖壓力波可以得到更好的應(yīng)用。
　　本文首先從高壓脈動水錘裝置產(chǎn)生壓力波的機(jī)理入手,對脈沖壓力波的傳播過程進(jìn)行分析,建立高壓脈動水錘裝置壓力波產(chǎn)生過程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)的數(shù)

2、學(xué)模型,通過對數(shù)學(xué)模型的分析,結(jié)合實驗裝置的結(jié)構(gòu)尺寸,進(jìn)行迭代計算,得到水系體積影響脈沖壓力波峰值壓力的機(jī)理,即隨著水系體積的增加,裝置的壓力沖擊是逐漸增大,靜壓力和總壓力逐漸降低。
　　隨后,本文在已設(shè)計完成的高壓脈動水錘裝置基礎(chǔ)上,搭建實驗系統(tǒng),并根據(jù)實驗需要構(gòu)建測試系統(tǒng)。主要進(jìn)行了四組實驗,分別采集各組實驗高壓缸出口、管路中間,實驗罐體入口和實驗罐體出口的瞬態(tài)壓力,經(jīng)過對測得的數(shù)據(jù)的分析,發(fā)現(xiàn)隨著水系體積的增大,壓力峰值也相

3、應(yīng)降低,和理論分析吻合。同時得到了管路中壓力波在管路末端反射疊加的規(guī)律,通過分析峰值壓力的變化,證明了理論分析得到的水系體積對峰值壓力的影響機(jī)理是正確的。
　　最后對壓力波通過不同介質(zhì)的壓力峰值變化實驗研究,采集高壓缸出口、實驗罐體入口和出口的瞬態(tài)壓力。分析并得到隨著填充介質(zhì)密度的加大,壓力波傳到末端的峰值壓力減小,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)壓力波在介質(zhì)孔隙中的的反射比在水系中的劇烈。并且以煤為例,分析注水過程中壓力波在孔隙微觀傳遞的機(jī)理