關(guān)于減小關(guān)閥水錘危害的閥調(diào)節(jié)的優(yōu)化研究.pdf

1、我國城市水資源分布不均,利用長距離輸水向城市供水的工程越來越多。由于長輸過程中各種不利條件的存在,使得影響輸水安全的因素很多,其中輸水管路在運(yùn)行調(diào)節(jié)過程中發(fā)生的瞬變流水力狀態(tài)就是其中之一,特別是其中的水擊現(xiàn)象對管道系統(tǒng)的安全性影響非常大。本文針對閥調(diào)節(jié)方法,探討如何采用單閥調(diào)節(jié)與多閥調(diào)節(jié)方法來減小由于關(guān)閥引起的水擊現(xiàn)象對管路系統(tǒng)的危害。
　　水擊波在管道中產(chǎn)生之后,伴隨著波的反射,在管道中呈周期傳播,傳播過程非常復(fù)雜。當(dāng)采用閥門調(diào)

2、節(jié)時,通過合理的關(guān)閥規(guī)律,使得管路中關(guān)閥產(chǎn)生的各列水擊波疊加后的最大水擊壓強(qiáng)最小,本文結(jié)合水擊基本方程,利用特征線法,在邊界條件合理簡化后,編制程序?qū)伍y調(diào)節(jié)時水擊波的傳播規(guī)律進(jìn)行了計(jì)算分析。針對一具體算例,通過計(jì)算,得到單閥調(diào)節(jié)時當(dāng)閥門采用不同的關(guān)閉規(guī)律時,水擊波產(chǎn)生的最大壓強(qiáng),并根據(jù)最大水擊壓強(qiáng)最小的原則選擇最佳的關(guān)閉方式,將此計(jì)算結(jié)果與儒可夫斯基公式的計(jì)算結(jié)果對比,得到的計(jì)算結(jié)果顯示,優(yōu)化效果較明顯。
　　當(dāng)輸水管路較長,且

3、地勢復(fù)雜時,采用單閥調(diào)節(jié)具有一定的局限性,此時可在管路中的特征點(diǎn)上設(shè)置安裝閥門,人為的制造水擊波發(fā)生源,根據(jù)波的疊加原理通過多閥調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對水擊波的優(yōu)化。本文針對雙閥調(diào)節(jié),經(jīng)計(jì)算分析得到了雙閥調(diào)節(jié)時的邊界條件,通過對中間閥門安裝位置與中間閥門開始關(guān)閉時間的研究分析,確定了當(dāng)采用雙閥調(diào)節(jié)時中間閥門的最佳安裝位置為管路的2/3位置,且最佳開始關(guān)閉時間為水擊波經(jīng)歷半個管路周期之后。根據(jù)兩閥采用不同的關(guān)閉規(guī)律時產(chǎn)生的最大水擊壓強(qiáng),確定了雙閥調(diào)節(jié)時

4、最佳的三階段關(guān)閉組合,該組合要明顯好于單閥調(diào)節(jié)時的管路最大水擊壓強(qiáng),且通過該關(guān)閉方式可使得管路中不會出現(xiàn)負(fù)壓的同時,管路中最大水擊壓強(qiáng)最小。
　　最后,根據(jù)上述分析方法,針對不同算例,對所得結(jié)論進(jìn)行了適用性的分析,經(jīng)討論,確定了雙閥調(diào)節(jié)時最佳安裝位置與最佳開始關(guān)閉時間的適用性,且當(dāng)水擊波的管路周期近似相等時,關(guān)于單閥調(diào)節(jié)與雙閥調(diào)節(jié)的優(yōu)化曲線也適用,而當(dāng)管路周期相差很大時則不再適用。本文針對雙閥調(diào)節(jié)時可能出現(xiàn)的影響因素進(jìn)行了分析討論