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压力管道水锤波速影响因素的分析及其对长距离输水管道中水锤计算的影响研究

张彦光  
【摘要】:针对目前我国水资源时空分布严重不均的现状,长距离输水工程越来越受到人们的重视,而在长距离输水工程当中,水锤的研究工作对于长距离输水管道的安全运行有着重要的意义,作为水锤现象的一个重要的影响因素,水锤波速则是不可忽视的一部分,本文在总结前人的研究成果基础之上,对于水锤波速的影响因素做了比较全面的理论分析,并且结合实际工程实例进一步研究了水锤波速的对于水锤升压的影响。 本文从我国的水资源分布现状开始,逐步阐述了水锤研究工作的研究背景和意义,综合介绍了国内外的研究现状以及水锤研究工作中的一些基本概念。通过对于水锤波速公式的推导过程,重点突出了水锤波速的影响因素。此外,本文也对于停泵水锤的计算方法和边界条件的确定做了简单的介绍,并且结合两个工程实例,重点研究了波速对于水锤升压的影响,最后给出了结论和建议。 本文的一个重点是水锤波速的影响因素,水锤波速是一个复杂的物理量,其影响因素有很多,这些因素有些是容易定量分析的,比如管径,壁厚,流体温度,压力等;也有一些是不容易定量分析的,比如管道约束,管道材质,管道截面系数,管道掺气量,管道保护层等。这些都对水锤波速有着影响,本文也对这些因素逐一做了理论分析。 本文的另外一个重点是结合工程实例,通过对不同管材下的水锤升压的分析,来研究水锤波速对于水锤升压的影响。本文选用的水锤计算方法是最常用的特征线法,本文选取了两个工程实例,一个是府谷二泵站,一个是延川二泵站,前者是高扬程,小管径,较平坦的管路,后者是高扬程,大管径,多起伏的管路,都比较有代表性。每个工程实例,本论文采取了不同的防护方案,防护力度逐步加大,水锤波速对于水锤升压的影响也是不尽相同。 本文对于水锤波速的研究的最终目的是为水锤防护措施的选取提供一定的理论支持和参考,通过本文对于水锤波速影响因素的分析以及水锤波速对于水锤计算的研究,相信会对长距离输水工程的管道安全运行工作提供一定的帮助。


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