水锤波速对长距离泵站输水管路中断流水锤的影响与研究

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近年来,随着国民各项用水需求的增大,国内拟建和在建的长距离输水工程越来越多。在长距离输水工程中,最常见且最突出的问题就是长距离输水管线的水锤防护问题,其中危害最大的便是断流弥合水锤,即空腔溃灭水锤。水锤的研究对水电站输水系统的设计和正常运行都有着非常重要的意义,水锤波的传播速度是水力暂态过程中的一个重要参数,也是影响因素之一。因此,水锤波速是水锤研究中一个不可或缺的部分。本论文基于连续流瞬变理论已取得的研究成果,重点研究不同水锤波速对长距离泵站输水管路中断流水锤的影响。1、阐述水锤波速的研究成果以及理论推导的发展历程。2、探讨水锤波速的影响因素,列出工程中常见管材的水锤波速范围。并结合长距离输水工程中的实际情况,分析影响输水管道内水锤波速的常见因素。3、在前人研究的基础上,简要的阐述了水力过渡计算常用的特征线法。根据特征线方程的有限差分方程,并结合各类边界条件建立水锤计算的基本数学模型,利用计算机进行输水工程的水力过渡模拟计算。4、分别以阿尔及利亚泵站加压输水工程,三湾输水工程和康平电厂一级管线输水工程为实例,进行长距离泵站输水管路的水力过渡计算。针对每一个工程实例,根据“大管径,低摩阻”,进行同工况下不同水锤波速时的水力过渡模拟计算,通过计算结果对比分析不同水锤波速对管路中断流水锤的影响。综合三种类型的长距离输水管路的水力过渡计算结果,研究在泵站输水管路中,水锤波速的改变对断流弥合升压的影响。计算中,通过改变管材、管壁厚等因素改变水锤波速,实现同工况下不同水锤波速的对比计算与分析。本论文的研究对优化泵站输水工程的水锤防护措施有着深远的工程实用意义,为今后进一步研究水锤波速在工业管道中的水力过渡问题提供了参考价值,也提出了下一步研究的新课题,即水锤波速对长距离重力流输水管路中断流水锤的研究。
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