基于AFT Impulse軟件的長距離輸水管線水力瞬態(tài)分析與工程應(yīng)用.pdf

1、對(duì)于長距離輸水管線來說，當(dāng)管線中的流量發(fā)生變化，或管線在輸水的過程中發(fā)生事故時(shí)，長距離輸水管線中的水流流動(dòng)的穩(wěn)態(tài)條件即被破壞，管道內(nèi)水流的狀態(tài)將由穩(wěn)態(tài)流態(tài)變成非穩(wěn)態(tài)流態(tài)，即瞬態(tài)流態(tài)。在水流由非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)恢復(fù)到新的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)的過程中，輸水管線中水流的各項(xiàng)水力參數(shù)隨時(shí)間改變產(chǎn)生急劇變化，其變化程度往往超出恒定流的設(shè)計(jì)范圍，從而對(duì)輸水系統(tǒng)造成非常不利的影響，當(dāng)這一變化速度過快時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致輸水管線管材結(jié)構(gòu)的破壞，甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。所以，對(duì)輸

2、水系統(tǒng)過渡過程進(jìn)行系統(tǒng)的研究，對(duì)于輸水工程的設(shè)計(jì)和運(yùn)行是十分必要的。
　　本文在前人研究、總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)長距離輸水系統(tǒng)水力過渡過程中幾個(gè)比較重要的問題進(jìn)行了更加細(xì)致的分析和研究，通過分析研究得出了了相應(yīng)的結(jié)論。在此之后，結(jié)合長距離輸水工程的具體實(shí)例，利用專業(yè)的工程軟件進(jìn)行了系統(tǒng)的水力建模，并將之前的研究成果應(yīng)用到建立的模型當(dāng)中，之后進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算和結(jié)果分析，根據(jù)分析的結(jié)果，給出了管線運(yùn)行和操作的科學(xué)建議。
　　本文的研究主

3、要包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）對(duì)長距離輸水系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)水力特征進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并且分析和推導(dǎo)了相應(yīng)的數(shù)學(xué)解法。在對(duì)幾根相互連接的長距離輸水管線求解其穩(wěn)態(tài)結(jié)果時(shí)，引入管網(wǎng)計(jì)算時(shí)的數(shù)學(xué)解法，根據(jù)其基本特征列出相應(yīng)的數(shù)學(xué)矩陣，利用牛頓——拉普森算法求解長距離輸水系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)下的各種水力工況。
　?。?）介紹了瞬態(tài)流求解的各種基本方法，之后詳細(xì)介紹和分析了目前最常用的，適用于計(jì)算機(jī)編程的計(jì)算方法——特征線法，對(duì)特征線法

4、進(jìn)行了理論分析和計(jì)算公式的推導(dǎo)。
　?。?）詳細(xì)分析了輸水管線產(chǎn)生空化的原因以及空化的相關(guān)理論，并通過對(duì)基本公式推導(dǎo)建立了長距離輸水管線空化的數(shù)學(xué)模型。通過具體算例，對(duì)比分析了同一輸水管線不采用空化模型以及采用空化模型得出的計(jì)算結(jié)果，給出了分析結(jié)論。
　?。?）對(duì)于長距離輸水系統(tǒng)中的常用附件，如閥門，分叉點(diǎn)等，以及本工程中特有的構(gòu)筑物，如穩(wěn)壓井等，進(jìn)行了瞬變流計(jì)算的有關(guān)分析，根據(jù)分析結(jié)果得出了瞬態(tài)流計(jì)算時(shí)不同附件的數(shù)學(xué)模型，