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【摘 要】 水泵全特性曲线分析及对管道水锤防护的影响研究是长距离输水工程研究的热点之一，选题具有重要的理论意义和实用价值。
【关键词】 水力过渡过程；水泵全特性曲线；小管径长距离较平坦管道；比转速
【Abstract】 the complete pump characteristic curve analysis and the influence on thepipeline water hammer protection research is one of the hot research of long distance water transfer project， the topic has the important theory significance and practical value.
【Key Words】 hydraulic transient process， water pump complete characteristics curve，small diameter and long distance flat pipe， specific speed
一、水泵全特性曲線分析的研究意义
在长距离输水工程中，最突出又最常见的问题就是输水管线的安全问题[1]。安全问题中，以水锤问题尤为突出，管线一旦出现水锤问题，就会带来重大损失，甚至很多工程因此而长期搁浅，运行调试工程一直无法完成。水锤是造成工程事故的一个主要原因，同时也是一个重要的技术问题，我们可以通过对它的研究来积极有效的预防事故的发生，因此对泵站及管路系统的水锤问题的研究是国内外研究的重要内容之一[2]。
因此，输水管线的安全运行问题必须引起高度重视，长距离输水管线的安全防护有着很重要的现实应用意义。
二、水锤
泵站中发生水锤事故的现象是较为普遍的，其中以地形复杂、高差起伏较大的我国西北、西南地区，尤为突出。在农田灌溉泵站中，常常是扬程高、流量及功率较大，故其水锤危害及影响毫不亚于给水工程系统，人们还特别将泵站水锤危害列为泵站三害之首[8]。
三、水泵全特性曲线改进
停泵水锤研究发生事故停泵时的流动暂态。为适应进行电算的要求，首先需对叶片泵的全面性能曲线进行改进，以便计算机在计算过程中取值。这个问题解决以后，计算机才能对泵处的两个边界条件方程——水头平衡方程和转速改变方程进行运算。
陕西省咸阳市彬长矿区输配水工程包括四条供水线路，其中A线为红沿河水库至哈家店配水站的输水线路，B线为亭口水库至新民塬工业区的输水线路，C线为亭口水库至长武县城的输水线路，D线为亭口水库至马屋电厂的输水线路。本次研究以此为实例。
在未进行有效防护措施降低水锤升压时，比较可以得出：
1.选用比转数相近的同类型水泵的全特性曲线进行近似模拟计算，对水锤计算结果会产生一定影响，但是影响不大。
2.不同类型水泵的运转工况有差异，对水锤计算结果会产生一定影响，但是影响不大。
采取了有效防护措施后，比较可以得出：
1.在采取了有效措施，将水锤压力降至承压范围时，选用比转数相近的同类型水泵的全特性曲线进行近似模拟计算，对水锤计算结果会产生一定影响，并且影响较大，但对最终水锤防护设备的选择没有根本影响
2.将离心泵运转工况的水锤压力降至承压范围时，选用混流泵的全特性曲线进行近似模拟计算，对水锤计算结果会产生一定影响，并且影响较大，计算结果的准确性得不到保证，并且在本例中对最终水锤防护设备的选择会有影响。所以，建议在以后的水锤计算中尽量使用同种型号泵的WH和WM值进行计算。另外，虽然三种比转速离心泵之间结果很接近，但是仍有差距，所以尽量使用比转速为60的离心泵进行计算。
四、结论
在停泵水锤的计算中，水泵全特性曲线作为水泵运转工况的重要参数，起着重要的作用，水泵全特性曲线的数值是否准确可靠，对停泵水锤的计算结果有着重要的影响。
由于水泵全特性曲线的测试非常困难，而水泵的型号品种又繁多，目前已经公开发表的水泵全特性曲线资料非常有限，所以，在停泵水锤的计算过程中，常常套用与所用泵的比转数相近的水泵全特性曲线进行模拟计算，计算的结果与真实的结果之间必然存在一定差异。
本文结合了两个小管径长距离较平坦管道的输水工程，进行了计算分析，进行的主要工作如下：
1.论述了水锤的基本理论与计算方法，阐述了水泵全特性曲线的意义以及对停泵水锤计算的重要作用，将水泵全特性曲线进行了改进，并引出了停泵水锤电算法的数学模型。
2.以两个小管径长距离较平坦管道的输水工程为例进行了停泵水锤的分析，用比转速分别为128、80、60、47、530的水泵全特性曲线在同样的条件下用计算机进行了模拟计算，对采取防护措施前和采取防护措施后的结果进行了分析，得出如下结论：
（1）在没有可以使用的泵全特性曲线资料的情况下，采用比转速相近的同类型水泵的全特性曲线进行模拟计算，对采用防护措施前后的计算结果都影响不大，可指导实际输水工程中水锤防护措施的选用，并且实际中应尽量使用比转速相同或相近的水泵全特性曲线进行模拟计算。
（2）采用比转速相差很大且不同类型水泵的全特性曲线进行停泵水锤的模拟计算，对采用防护措施前后的计算结果会有较大影响，不宜用于指导对水锤防护措施的选择。
五、建议
1.本文仅分析了不同比转速的水泵全特性曲线对小管径长距离较平坦管道的输水工程水力过渡过程的影响，对于其他类型的输水工程如大管径管道等，没有做分析研究。所以，本文得出的结果仅限于该类型的输水工程水力过渡过程，对于其他类型的输水工程，还有待进一步的分析研究。
2.各种设备计算机模型建立的合理性和精确性是计算机模拟基础条件之一，而由于水力设备的多样性使得模型的建立具有很大难度，而设备的水模型的建立除了在研究上提出更合理的假设外，还必须以实验验证其准确性，而目前国内外在此方面发表的论文及研究相对较少，存在着很多不足，但这却是长距离水力过渡过程分析能否做到准确的必要条件之一。
3.进一步开发水锤计算软件。水锤计算的动态模拟是一个新的课题，对于水锤计算具有重要的意义，在计算软件中加入动态模拟部分是未来的一个发展方向。
4.水工模型试验的建立是完善理论计算的一个有效方式，在条件允许的情况下，建议通过相应的水工模型试验来验证理论研究结果。
参考文献：
[1]陈涌城，张洪岩.长距离输水工程有关技术问题的探究[J].城市给排水，2002
[2]植伟明.浅谈长距离输水工程中水锤的危害与防护[J].广东科技.2006.06
[3]金锥，姜乃昌，汪兴华等.停泵水锤及防护[M].北京：中国建筑工业出版社，2004，11
【关键词】 水力过渡过程；水泵全特性曲线；小管径长距离较平坦管道；比转速
【Abstract】 the complete pump characteristic curve analysis and the influence on thepipeline water hammer protection research is one of the hot research of long distance water transfer project， the topic has the important theory significance and practical value.
【Key Words】 hydraulic transient process， water pump complete characteristics curve，small diameter and long distance flat pipe， specific speed
一、水泵全特性曲線分析的研究意义
在长距离输水工程中，最突出又最常见的问题就是输水管线的安全问题[1]。安全问题中，以水锤问题尤为突出，管线一旦出现水锤问题，就会带来重大损失，甚至很多工程因此而长期搁浅，运行调试工程一直无法完成。水锤是造成工程事故的一个主要原因，同时也是一个重要的技术问题，我们可以通过对它的研究来积极有效的预防事故的发生，因此对泵站及管路系统的水锤问题的研究是国内外研究的重要内容之一[2]。
因此，输水管线的安全运行问题必须引起高度重视，长距离输水管线的安全防护有着很重要的现实应用意义。
二、水锤
泵站中发生水锤事故的现象是较为普遍的，其中以地形复杂、高差起伏较大的我国西北、西南地区，尤为突出。在农田灌溉泵站中，常常是扬程高、流量及功率较大，故其水锤危害及影响毫不亚于给水工程系统，人们还特别将泵站水锤危害列为泵站三害之首[8]。
三、水泵全特性曲线改进
停泵水锤研究发生事故停泵时的流动暂态。为适应进行电算的要求，首先需对叶片泵的全面性能曲线进行改进，以便计算机在计算过程中取值。这个问题解决以后，计算机才能对泵处的两个边界条件方程——水头平衡方程和转速改变方程进行运算。
陕西省咸阳市彬长矿区输配水工程包括四条供水线路，其中A线为红沿河水库至哈家店配水站的输水线路，B线为亭口水库至新民塬工业区的输水线路，C线为亭口水库至长武县城的输水线路，D线为亭口水库至马屋电厂的输水线路。本次研究以此为实例。
在未进行有效防护措施降低水锤升压时，比较可以得出：
1.选用比转数相近的同类型水泵的全特性曲线进行近似模拟计算，对水锤计算结果会产生一定影响，但是影响不大。
2.不同类型水泵的运转工况有差异，对水锤计算结果会产生一定影响，但是影响不大。
采取了有效防护措施后，比较可以得出：
1.在采取了有效措施，将水锤压力降至承压范围时，选用比转数相近的同类型水泵的全特性曲线进行近似模拟计算，对水锤计算结果会产生一定影响，并且影响较大，但对最终水锤防护设备的选择没有根本影响
2.将离心泵运转工况的水锤压力降至承压范围时，选用混流泵的全特性曲线进行近似模拟计算，对水锤计算结果会产生一定影响，并且影响较大，计算结果的准确性得不到保证，并且在本例中对最终水锤防护设备的选择会有影响。所以，建议在以后的水锤计算中尽量使用同种型号泵的WH和WM值进行计算。另外，虽然三种比转速离心泵之间结果很接近，但是仍有差距，所以尽量使用比转速为60的离心泵进行计算。
四、结论
在停泵水锤的计算中，水泵全特性曲线作为水泵运转工况的重要参数，起着重要的作用，水泵全特性曲线的数值是否准确可靠，对停泵水锤的计算结果有着重要的影响。
由于水泵全特性曲线的测试非常困难，而水泵的型号品种又繁多，目前已经公开发表的水泵全特性曲线资料非常有限，所以，在停泵水锤的计算过程中，常常套用与所用泵的比转数相近的水泵全特性曲线进行模拟计算，计算的结果与真实的结果之间必然存在一定差异。
本文结合了两个小管径长距离较平坦管道的输水工程，进行了计算分析，进行的主要工作如下：
1.论述了水锤的基本理论与计算方法，阐述了水泵全特性曲线的意义以及对停泵水锤计算的重要作用，将水泵全特性曲线进行了改进，并引出了停泵水锤电算法的数学模型。
2.以两个小管径长距离较平坦管道的输水工程为例进行了停泵水锤的分析，用比转速分别为128、80、60、47、530的水泵全特性曲线在同样的条件下用计算机进行了模拟计算，对采取防护措施前和采取防护措施后的结果进行了分析，得出如下结论：
（1）在没有可以使用的泵全特性曲线资料的情况下，采用比转速相近的同类型水泵的全特性曲线进行模拟计算，对采用防护措施前后的计算结果都影响不大，可指导实际输水工程中水锤防护措施的选用，并且实际中应尽量使用比转速相同或相近的水泵全特性曲线进行模拟计算。
（2）采用比转速相差很大且不同类型水泵的全特性曲线进行停泵水锤的模拟计算，对采用防护措施前后的计算结果会有较大影响，不宜用于指导对水锤防护措施的选择。
五、建议
1.本文仅分析了不同比转速的水泵全特性曲线对小管径长距离较平坦管道的输水工程水力过渡过程的影响，对于其他类型的输水工程如大管径管道等，没有做分析研究。所以，本文得出的结果仅限于该类型的输水工程水力过渡过程，对于其他类型的输水工程，还有待进一步的分析研究。
2.各种设备计算机模型建立的合理性和精确性是计算机模拟基础条件之一，而由于水力设备的多样性使得模型的建立具有很大难度，而设备的水模型的建立除了在研究上提出更合理的假设外，还必须以实验验证其准确性，而目前国内外在此方面发表的论文及研究相对较少，存在着很多不足，但这却是长距离水力过渡过程分析能否做到准确的必要条件之一。
3.进一步开发水锤计算软件。水锤计算的动态模拟是一个新的课题，对于水锤计算具有重要的意义，在计算软件中加入动态模拟部分是未来的一个发展方向。
4.水工模型试验的建立是完善理论计算的一个有效方式，在条件允许的情况下，建议通过相应的水工模型试验来验证理论研究结果。
参考文献：
[1]陈涌城，张洪岩.长距离输水工程有关技术问题的探究[J].城市给排水，2002
[2]植伟明.浅谈长距离输水工程中水锤的危害与防护[J].广东科技.2006.06
[3]金锥，姜乃昌，汪兴华等.停泵水锤及防护[M].北京：中国建筑工业出版社，2004，11