輸水管道系統(tǒng)水流沖擊截留氣團(tuán)與含氣水錘研究.pdf

1、摘要輸水管道系統(tǒng)水流沖擊截留氣團(tuán)與含氣水錘研究屬于氣液兩相流的一個(gè)分支，該問題涉及到瞬變流、空化、氣液兩相流和熱力學(xué)等多領(lǐng)域的理論，因而該問題十分復(fù)雜，有必要進(jìn)行深入研究。本論文通過物理試驗(yàn)與理論分析對(duì)輸水管道系統(tǒng)中的氣體特性、壓力水流沖擊截留氣團(tuán)和包含氣體釋放和液柱分離現(xiàn)象的含氣水錘進(jìn)行了深入研究。論文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：l、管道系統(tǒng)中的氣體特性研究已有文獻(xiàn)表明，含氣輸水管道系統(tǒng)中氣體多方指數(shù)n的變化規(guī)律至今還缺乏系統(tǒng)研究。本

2、論文通過物理試驗(yàn)與熱力學(xué)理論分析對(duì)不同瞬變過程中有壓輸水管道內(nèi)氣體的多方指數(shù)n的變化規(guī)律進(jìn)行了研究。試驗(yàn)與理論分析表明，在管道系統(tǒng)發(fā)生水力過渡過程時(shí)氣體多方指數(shù)n存在較為顯著的變化，并非單一常數(shù)，從而提出了相應(yīng)的四過程：即壓縮子過程l、膨脹子過程2、膨脹子過程3和壓縮子過程4。在壓縮子過程4與膨脹子過程2中，氣體多方指數(shù)n取值為14～16；而在壓縮子過程1與膨脹子過程3中，氣體多方指數(shù)H取值近似為l_15。2、輸水管道系統(tǒng)中壓力水流沖擊

3、氣團(tuán)研究在對(duì)輸水管道系統(tǒng)氣體特性研究的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)對(duì)壓力水流沖擊截留氣團(tuán)進(jìn)行了研究，著重研究不同的截留氣團(tuán)含量、不同的閥門關(guān)閉速度等對(duì)水流沖擊管道截留氣團(tuán)的影響。試驗(yàn)研究表明，輸水管道系統(tǒng)水流沖擊氣團(tuán)(囊)造成的沖擊壓力與氣團(tuán)(囊)的含量有密切關(guān)系，截留氣團(tuán)含量太多或太少所產(chǎn)生的沖擊壓力都不是最大，當(dāng)截留氣團(tuán)在一個(gè)大氣壓下的初始體積占管道總體積在1～2％左右，水流沖擊氣團(tuán)壓力最大。本文對(duì)水流沖擊截留氣團(tuán)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，并將數(shù)值計(jì)算與

4、試驗(yàn)研究進(jìn)行了比較，二者相當(dāng)吻合。本文同時(shí)還對(duì)輸水管道壓力水流沖擊截留氣團(tuán)近似解析解進(jìn)行了深入研究。3、輸水管道系統(tǒng)中含氣水錘研究通過物理試驗(yàn)，對(duì)有壓輸水管道系統(tǒng)中的氣體釋放與液柱分離進(jìn)行了研究，觀察其流態(tài)、測(cè)試液柱分離發(fā)生的條件及斷流彌合水錘壓力，研究了含氣量、流速等參數(shù)對(duì)液柱分離的影響。在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，建立了含氣水錘數(shù)，。學(xué)模型，進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，在管道初始流AbStraclResearchoncu

5、rrentrushtointerceptionairmassindeliverypipelinesystemandwaterhammerwithgasisabranchofconcurrentgas—liquidflowForitreferstomanyfields，suchasfluidmechanics，transientflowconcurrentgas—liquidflowandthermodynamics，theproblem

6、isverycomplicate，andtherearestillsomeissuestobedeeplystudiedactuallyCombiningphysicalexperimentsandtheoreticalanalysis，thisliteraturehasperformedthoroughresearchongaspropertiesofdeliverypipelinesystem，pressurecurrentrush

7、tointerceptionairmassinpressurepipeline，waterhammerwithgasthathappenswithgasreleasingandliquidcolumnseparating。Somenewideasandmaincontentshowedjnthearticleareasthefollows1“ResearchongaspropertiesinpipelinesystemAccording

8、todocumentreferences，byfarthereisnosystematicresearch011gasthermalinsulationcoefficientindeliverypipelineWimgasGasthermalinsulationcoefficientunderdifferenttransientflowinpressurepipelinesystemhasbeenstudiedthroughphysic

9、alexperimentsandtheoreticalanalysisonthermo鴦namics。The魏ysicalexperimentsandtheoriesonthermodr。namicsprovethatgasthermalinsulationcoefficientchangesapparentlywhenhydraulictransitionprocesshappensSofourappropriateprocesses

10、weregivensub—process1ofcompressing，sub—process2ofinflating，subprocess3ofinflating，sub—process4ofcompressingInthesub—process2ofinflatingandsubprocess4ofcompressing，gasthermalinsulationcoefficientwas1416；whereasitwas115int

11、heothertwoprocesses2“，ResearchonpressurecurrentrushtointerceptionairmassinpipelineBasedonthestudyofgaspropertiesinpipelinesystem，theresearchwhichWasperformedthroughphysicatexperimentsandmathematicalmodelingcalculation，cu