水锤波速影响因素分析以及其对水力过渡过程的影响研究

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我国水资源的现状是:资源短缺且分布不均衡。近年来,经济的日益增长和人民生活水平的不断提高,使人类对水的需求也愈来愈多。我国通过跨流域调水工程实现水资源的调运和重新分配。例如,南水北调工程、山东的引黄济青、陕西的引黄入晋等等。在长距离输水管道中,由于水流速度的剧变极易产生水锤事故,水锤事故往往会带来爆管等严重的后果。所以近年来,人们开始关注和研究水锤。水锤现象影响因素很多,其中水锤波速就是重要的影响因素之一。本文对水锤波速影响因素进行分析,并对其水力过渡过程的影响进行研究,分析总结水锤波速对暂态过程的影响规律并提出改善管道水锤波动的方法。因此,分析研究波速对水力过渡过程的影响对输水管道的安全运行具有重要的指导意义。本文研究了水锤波速的定义,并通过研究其影响因素来更深刻地认识和了解水锤波速。在工程实例中,水锤波速发生变化最主要的原因是管道管材和管径的改变。其中,管材的改变对波速的影响最明显。本论文选用不同的管材来改变波速、通过管路整体管材改变和局部管材改变两种典型的波速变化的工程实例来对比研究波速变化对水力过渡过程的影响,结果表明:当管线系统发生断流水锤时,水锤升压随着波速的增大而升高,当不发生断流弥合水锤时,波速对水锤升压的影响不明显:管道系统局部管材发生变化时,因为水锤波在分界面处发生散射现象,诱发产生新的水锤波动,致使管内水锤波动加剧,此时产生的水锤升压最大;当波速改变时,相同的水锤防护措施并不能达到相同的水锤防护效果,故波速变化时应对管道水力过渡过程重新进行计算。本文的研究对输水管道的优化和水锤防护具有参考价值。
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