緩閉式空氣閥在調(diào)水工程中的水錘防護效果研究.pdf

1、修建遠距離跨流域調(diào)水工程，是解決地區(qū)間水資源分布不均衡的途徑之一。調(diào)水工程通過調(diào)劑地區(qū)間的水量余缺，從而實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，使水資源得到充分合理的利用。在調(diào)水工程有壓管道輸水系統(tǒng)中，閘閥的啟閉、泵的啟動和突發(fā)性事故停泵，都將引起管道內(nèi)水流速度的突然變化，從而導(dǎo)致管道內(nèi)壓力大幅度升高和降低的交替變化，形成水錘。水錘正壓和水錘負壓對管道危害都十分巨大，因此，對有壓管道水錘進行理論分析和預(yù)測控制研究，采取適當?shù)乃N防護措施，確保工程安全運行

2、，具有重大的理論意義和實用價值。空氣閥是一種用于防止水錘過程中管線產(chǎn)生負壓的水錘防護裝置，具有構(gòu)造簡單、投資省、安裝方便等優(yōu)點，在調(diào)水工程中應(yīng)用廣泛。然而，傳統(tǒng)空氣閥在解決管線負壓問題的同時，在排氣末期往往由于關(guān)閥過快，引起較大的水錘正壓，給管線帶來副作用。為達到理想的水錘防護效果，緩閉式空氣閥應(yīng)運而生。但是目前對緩閉式空氣閥的理論研究還相當缺乏，數(shù)值模擬還是采用傳統(tǒng)空氣閥的數(shù)學模型，只是通過取較小的排氣系數(shù)來區(qū)別于傳統(tǒng)空氣閥，這顯然與

3、緩閉式空氣閥的實際工作原理是有出入的。此外，其設(shè)計也多依據(jù)工程經(jīng)驗，理論研究遠落后于實踐。因此，建立緩閉式空氣閥的數(shù)學模型，對其防護水錘效果進行研究，并對影響防護效果的各項因素進行分析，不僅具有重大的理論意義，而且研究成果可為緩閉式空氣閥的優(yōu)化設(shè)計提供科學依據(jù)。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)介紹論文的研究背景及意義，簡述水錘的成因、分類、危害及防護措施，對空氣閥的研究現(xiàn)狀及存在問題進行了系統(tǒng)地評述。
　　 (2)論

4、述了水錘的基本微分方程及水錘計算的特征線法，運用特征線法建立了調(diào)水工程中常見的邊界條件，包括上下游邊界條件、閥門邊界條件、水泵機組邊界條件和空氣閥邊界條件，對各種邊界條件的求解進行了研究，并編寫了相應(yīng)的計算程序。
　　 (3)根據(jù)緩閉式空氣閥兩階段排氣的工作原理，在傳統(tǒng)空氣閥數(shù)學模型的基礎(chǔ)上，改進了緩閉式空氣閥排氣階段的數(shù)學模型。通過數(shù)值計算，比較了緩閉式空氣閥與傳統(tǒng)空氣閥的防護效果差異，分析了影響緩閉式空氣閥水錘防護效果的各項