調(diào)壓塔對長輸管線水擊壓強(qiáng)消減作用的研究.pdf

1、隨著我國城市化進(jìn)程的加快,城市需水量也與日俱增,受地域條件的限制,很多地區(qū)需要跨地域輸水,并且輸水規(guī)模和難度不斷加大。在輸水過程中,由水力瞬變引發(fā)的管道壓力的激增而導(dǎo)致的爆管等水擊事故時(shí)有發(fā)生,造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。如何有效的避免水擊事故并盡量降低水擊壓強(qiáng),是國內(nèi)外設(shè)計(jì)人員和運(yùn)行人員亟待解決的問題。本文對長輸管線中設(shè)置調(diào)壓塔對水擊壓強(qiáng)的消減作用,以及其與閥門耦合作用實(shí)現(xiàn)聯(lián)合穩(wěn)壓等方面進(jìn)行了研究。
　　本文利用特征線法

2、對水力瞬變過程進(jìn)行建模,模擬分析了在管路中設(shè)置調(diào)壓塔后對水擊壓強(qiáng)的消減作用。首先研究了簡單圓筒式調(diào)壓塔對水擊波的反射和消減作用,并通過改變調(diào)壓塔在管路中的位置,探求其作用效果最優(yōu)時(shí)的設(shè)置地點(diǎn)。隨后,在保持其他參數(shù)不變的情形下,分別單獨(dú)改變了管線長度、管徑大小、水庫水位高度以及調(diào)壓塔的截面積等參數(shù),探尋了各因素對水擊壓強(qiáng)和管路流量變化的影響。此外還分析了較為復(fù)雜的阻抗式調(diào)壓塔和雙室式調(diào)壓塔在水力瞬變過程中的對水擊波的消減效果,比較了兩者的

3、特性和使用范圍。阻抗式調(diào)壓塔加大了進(jìn)出調(diào)壓塔的水體的阻力,水體的涌浪作用的周期變小。而雙室式調(diào)壓塔的體積較前兩者較小,可以減小工程量,節(jié)約成本。
　　長輸管線從輸水安全性的角度考慮,常常設(shè)置多種水擊防護(hù)措施。本文建立了在長輸管線中設(shè)置調(diào)壓塔與多個(gè)閥門相結(jié)合的水擊壓強(qiáng)消減模型,討論了在中間閥門兩側(cè)分別增設(shè)調(diào)壓塔,并變換其在管線中的不同相對位置,就其水擊壓強(qiáng)消減效果進(jìn)行模擬研究。得到了將調(diào)壓塔設(shè)置在中間閥門左側(cè)時(shí)其效果最好,壓強(qiáng)大小為

4、57.91m,小于單獨(dú)的雙閥調(diào)節(jié)水擊壓強(qiáng)72.97m以及單獨(dú)設(shè)置調(diào)壓塔時(shí)水擊壓強(qiáng)64.74m。為了進(jìn)一步驗(yàn)證調(diào)壓塔與閥門共同作用下水擊防護(hù)的效果,本文還使用了管網(wǎng)水力分析工程軟件AFTImpulse對前面的算例進(jìn)行了重新模擬以進(jìn)行相應(yīng)的比較,分析了各算例的擬合情況。相比較而言,利用特征線理論得到各部件的邊界條件并編寫程序具有覆蓋面廣、控制直接等優(yōu)勢;而AFTImpulse由于模塊較少,在設(shè)置邊界條件時(shí)有局限性,但具有求解效率高,操作簡單