長距離輸水系統(tǒng)的過渡過程數(shù)值計算及水力特性研究.pdf

1、由于流量調(diào)節(jié)或事故等原因長距離輸水系統(tǒng)的恒定流條件被破壞，系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生非恒定流的現(xiàn)象稱為輸水系統(tǒng)的水力過渡過程。過渡過程發(fā)生時輸水系統(tǒng)沿線的水力參數(shù)隨時間發(fā)生急劇變化，往往超出恒定流的設(shè)計范圍，從而對輸水系統(tǒng)造成不利影響，故對輸水系統(tǒng)過渡過程的研究對于輸水工程的設(shè)計和運行是十分必要的。 本文在前人研究、總結(jié)的理論基礎(chǔ)上，對輸水系統(tǒng)水力過渡過程中普遍涉及的幾個問題進行了研究，提出了相應(yīng)的結(jié)論。并結(jié)合實際工程對水力過渡過程進行了數(shù)值計

2、算和理論分析，在尋求過渡過程的通用解法的同時，也為工程的設(shè)計和運行提供了科學的依據(jù)和建議。本文的研究主要包括以下幾個方面： (1)對二相流的水擊波速進行分析，把Pearsall提出的可變波速公式引入特征線法，針對水擊波速變化的特點用線性插值的特征線法編制程序，對有壓管道模型進行水擊計算。通過計算本文研究了水中含有自由氣泡的管路在水擊時管道初始水頭及管道特性等敏感因素對水擊波速變化的影響，得出了上游水頭降低、相對管壁厚增加、管材彈

3、性模量增加都會引起水擊波速變化加劇的結(jié)論，并對在水擊計算時中采用固定波速值將引起較大偏差的情況進行了分析與總結(jié)。 (2)針對輸水系統(tǒng)在水力過渡過程發(fā)生時管道流態(tài)不斷發(fā)生變化的特點，本文以流態(tài)為依據(jù)來計算系統(tǒng)的沿程摩阻系數(shù)，提高了過渡過程的計算精度。 (3)針對調(diào)水工程水力過渡過程的處理中最為復雜的多段有壓管道和多段明渠相結(jié)合的輸水形式，應(yīng)用Preissman虛擬縫理論對有壓管道和明渠采用統(tǒng)一的插值特征線法進行求解，針對管