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输水水锤防护措施的数值模拟研究

董毅  
【摘要】: 随着各国经济的发展,居民的用水量不断增加,并且由于水体的污染,越来越多的城市为了解决日趋尖锐的水资源供需矛盾,不得不兴建长距离的大型输水工程。为了防止供水系统因多种原因发生瞬变流现象而导致水锤事故,在设计时,要事先作水锤分析、预测和模拟事故工况下水锤的发生和传播规律。除了考虑常规正压水锤以外,还必须考虑在管道的某些部位可能发生气体释放、产生空穴流和液柱分离等气液两相瞬变流情况。对有压输水管道系统气液两相瞬变流进行预测与控制研究,是优化工程设计、降低工程造价、确保工程安全运行的关键,具有重要的理论意义和实用价值。 本文的主要内容如下: 第一章阐述选题的目的和意义,综述两相瞬变流研究的历史和现状,阐述研究的主要内容。 第二章阐述水锤的概念、水锤的基本微分方程、水锤的数值解原理。 第三章阐述事故停泵时泵边界条件和辅助边界条件及系统元件的电算原理。 第四章建立两相瞬变流计算的数学模型及复合式排气阀水锤防护的边界条件,以广州市东乡水厂引水工程为例,通过对安装复合式排气阀前后泵系统的水锤特性进行数值模拟分析,并计算复合式排气阀设置的数目、安装位置等因素对水力过渡过程的影响,对长距离供水系统中复合式排气阀的水锤防护作用进行详尽的研究,得出了对工程设计与运行有价值的结论与建议。 第五章在上述研究的基础上,对全文进行总结,提出今后进一步研究的思路与设想。


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