泵系统最优阀调节策略及水锤控制方法研究

【摘要】：随着人类文明和经济的发展,管道流体输送系统越来越多,如何保证泵系统的运行安全则是人们所必须要面临的首要任务。因此水锤过程分析及安全设计越来越被人们所认识和重视。 从计算机的广泛应用至今,管道流体输送系统水锤及其防护问题的理论研究和实际应用两方面都获得了相当程度的进展,整个水锤研究体系日趋完善,研究范围也日益扩大。如何更加经济合理、科学有效地防止水锤事故,根据实际情况寻找最优的防护对策,长期以来一直是人们所必须认真对待的一个研究课题。 瞬变流的过程控制是对水锤防护理论的深入和发展。瞬变流过程是一个非常复杂且难以把握和控制的波动过程。首先水锤波本身是一个复杂波,很难将其解析简化。其次水锤波源是非恒定的,且多不单一。再者影响其传播过程的因素更是十分复杂,有些如水体的汽化等,甚至能够从本质上改变水锤波动原有的特性。 波动理论告诉我们,基于独立传播原理的波动叠加现象是波动过程的重要特征,也是基本特征之一。它的作用将会造成波动的加强或减弱。多年的研究经验告诉我们,关注和研究水锤波在其传播过程中的叠加现象对于进一步解析和把握水锤波动机理及其过程控制(水锤防护),具有较大的理论意义和实用价值。 本文第一章综述了目前泵系统水锤防护方法的类型和应用,主要有:(1)缓冲稳压法。诸如:调压塔、单向调压塔、空气阀、空气罐等;(2)泄水限压法。属于这种类型的主要有:设置旁通管、取消止回阀、水锤消除器、防爆膜等;(3)减速疏压法。如:加大管径、降低波速、增设飞轮,加大机组惯性等。(4)阀调节。泵站中目前常用的瞬态调节阀门有缓闭及快关式止回阀、两阶段关闭液控蝶阀等。 本文第二章用波的传播、叠加及相干理论来深入分析水锤波动的传播、叠加过程和干涉条件,进一步深化对瞬变流过程水锤机理的认识。从单阀调节到长管道多阀调节进行了基于水锤波动理论的最优阀调节策略及水锤控制方法的研究,发展泵系统水