波追踪法计算泵站水锤的研究与应用

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rfy68213919
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
泵站工程普遍应用于跨流域调水、城市供水、农业灌溉领域,泵站运行中水力过渡过程频繁发生是泵站安全、输水管路稳定运行的主要威胁。开展水力过渡过程进行精确的模拟预测,并采取有效的防护措施来避免或最大程度的减小水锤带来的不利影响,对泵站工程安全应用具有重要意义。本文建立了波追踪法应用于泵站水锤计算的数学模型,分析了波追踪法和特征线法计算水锤的异同,并以现场实验数据验证了本文模型的准确性,主要成果如下:首先,以波追踪法为理论基础,建立了波追踪法在各种边界条件上的应用模型,推导了波追踪法求解水泵-管道系统水锤方程,将Suter算法与波追踪方程联立求解水泵边界条件,另外,通过断流空腔产生时腔内压强大小与水锤波需在连续介质传播的定律,推导出断流弥合水锤的方程。其次,采用波追踪法及特征线法分别计算无阀管路及存在断流弥合现象的泵站水锤,讨论了波追踪法和特征线法在理论、求解过程和计算精度上的异同。经计算得到的水泵过渡过程参数和断流弥合处参数的变化规律表明,两种算法的理论本质上是一致的,但波追踪法直接计算压力波(与初始值的水头差值);不考虑管道摩阻损失时,两者的计算结果完全一致;而考虑摩阻时,由于对摩阻项处理方法的差异,导致两者计算结果略有差异,两者相对差值小于0.3%,两种算法具有相同计算精度;计算断流弥合处的瞬变参数变化时,得到的最大值和最小值相同。对于复杂管路或管网系统,波追踪法可直接依据泵站管道的边界条件计算管道内的水力过渡过程,无需采用数值算法,计算效率相较于特征线法提高。最后,采用波追踪法对南乌牛二级泵站的事故停泵水锤、正常停泵水锤、启动水锤进行模拟计算,研究管路中的流量及压力变化情况。波追踪法计算各参数的变化趋势与实验结果一致,计算具有较高的精度,验证了本文计算模型的准确性,为波追踪法应用于泵站水锤计算奠定了基础。
其他文献
水利枢纽是为了实现兴利除害的目标,在河流或渠道中修建各类构筑物而组合成的综合体,枢纽由多种建筑物构成,包括挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物及专门建筑物等,其中挡水建筑物与泄水建筑物是枢纽关键部分,保障着水利枢纽安全运行,挡水建筑物拦蓄河流,泄水建筑物承担着宣泄洪水的功能。对历史上发生事故的水利枢纽进行失事原因分析后发现,归因于泄水建筑物自身问题的事故占到了很大比重,因此有必要针对水利枢纽中泄水建
针对机械式精量排种器充种口种子堆积起拱阻碍充种、清种辅助装置不适应高速作业的问题,本文以提高充种效率,简化清种过程为目标,以控制充种、清种过程前后种子的排列方式为设计思路,设计了一种导种槽式高速精量排种器,综合应用理论分析、离散元仿真、高速摄影技术、台架试验及田间试验等方法,确定了排种器的设计方案及关键部件的结构参数,为研制适应高速田间作业的机械式大豆排种器提供了技术支持。主要研究内容和结论如下:
猕猴桃精准授粉是产业发展的技术瓶颈,授粉喷头的稳定对靶决定花朵的花粉用量和授粉效果。猕猴桃果园地面凹凸起伏,引起作业平台偏斜,导致授粉喷头对靶失效,底盘调姿控制是提高授粉对靶精度的关键。本论文针对靶向授粉作业的底盘调平需求,根据田间作业中授粉机底盘姿态变化范围,设计双横臂悬架调姿态结构;采用互补融合滤波算法获取车架实时姿态,提出以中心点不动式运动解算算法,构建了底盘动态调控系统,初步实现了猕猴桃授
离子液体和低共熔溶剂因其良好的溶解与催化能力,可催化CO2转化为高附加值化学品。本文综述了离子液体和低共熔溶剂催化CO2转化为有机碳酸酯的研究进展,分析了CO2与醇生成直链碳酸酯以及与环氧化物生成环状碳酸酯的反应机理;介绍了传统型、质子型、功能化离子液体以及由氯化胆碱、季铵盐与季膦盐、有机碱等作为氢键受体组成的低共熔溶剂,及其在CO2转化为直链和环状碳酸酯反应中的催化性能;总结了此两类反应中离子液
针对机械式排种器高速作业条件下出现排种精度下降、株距均匀性差等问题,本文提出利用导流板与排种盘锥面改变内层种群相对静止状态,提升外层待充种群的运动速度与充填力的技术思路,设计了一种锥面导流式大豆高速精量排种器。通过排种器工作过程的理论分析及结构设计、参数仿真试验、台架试验、振动工况试验、田间试验,完成了排种器结构优化,并探明了振动工况对排种器作业性能的影响,为机械式高速精量排种器的设计与性能提升提
马铃薯是我国重要的粮经作物,但马铃薯生产的收获环节还以机械挖掘、人工捡拾为主。人工捡拾虽具有捡拾率高、损伤率小等优点,但劳动强度大、生产成本高,严重制约了马铃薯生产的良性发展。受农艺要求及地块条件的限制,大多马铃薯生产区不适应联合收获,研发配套的马铃薯捡拾机械对提高马铃薯生产的机械化水平具有现实意义。前期设计的圆盘式马铃薯捡拾装置虽然能基本满足捡拾要求,但是还存在捡拾率不高,同时也有壅土、雍薯现象
中国是荞麦的发源地,有2000多年历史,在种植荞麦方面有丰富的经验。我国大部分地区都进行荞麦种植并逐渐形成了甜荞和苦荞两大种植类型,分布地区横跨东北、西北和华北。目前由于我国荞麦穴播机专业技术和机械相对欠缺以及生产力和地理环境等因素的影响,大部分地区仍以人工进行播种为主。现阶段荞麦穴播机械设备存在的主要问题有:播种机械设备缺乏且播种合格率低、均匀性差和效率低等问题。为解决以上问题,本文在满足荞麦穴
渡槽是一种常见的渠系输水建筑物,在各大灌区的水资源调配方面起到了不可替代的作用。陕西关中地区大部分渡槽属于混凝土结构,材料耐久性直接影响到混凝土结构能否达到预定的服役年限。造成材料耐久性劣化的因素纷繁复杂,主要分为两大类:由设计施工缺陷引起的病害和环境中有害介质侵蚀作用诱发的病害。为了确保关中地区在役渡槽的安全运行,对混凝土渡槽进行耐久性评定和寿命预测已成为一个亟需解决的问题。本文结合科研课题,对
在非冻土地区渠道防渗衬砌工程建设中渠道的水力性能是主要的考虑因素,目前已有多种形式的渠道断面具有良好的水力性能。在季节性冻土地区,由于冬季在负温的作用下,土壤中的水分发生冻结,引起下部水分的迁移,当冰晶体和未冻水的体积超过孔隙率,土壤即发生膨胀,挤压混凝土衬砌结构而导致破坏,影响渠道工程的正常运行和防渗效果。抛物线形渠道具有良好的输水和输沙能力,抗冻胀性能好,近年来已经在渠道防渗衬砌工程建设中开始
地膜种植具有提高地表温度、抑制杂草生长、减少作物生长周期、提高作物产量的优势,但由于栽培作物多样性、地表条件复杂及地膜强度等因素,导致残膜机械化回收存在回收率低、含杂率高、易缠绕堵塞等问题。本文在调研青海省马铃薯种植模式和残膜回收现状基础上,分析影响残膜回收的瓶颈因素,提出了新的马铃薯残膜机械化回收技术并开展配套机具的研发。本文的主要工作及结论如下:(1)提出了马铃薯残膜回收机械化技术及配套机具的