随着社会发展,长距离有压调水工程的复杂性和多样性增加,水锤防护问题日益突出,空气罐在调水工程中获得广泛应用,根据工程条件来选择合适的防护水锤措施对于实际工程来说,具有重要意义。本文对空气罐在长距离有压调水工程的水锤防护进行了深入研究,提出一种新型空气罐,并对其水力性能做出探讨,主要内容如下:(1)综述了国内外空气罐在数值模拟、联合防护、结构型式、布置方案、参数优化等方面的研究进展,推导了用于水锤计算的特征线法以及基本边界条件的求解过程。(2)分析了常规空气罐的局限性,在常规空气罐的基础上提出可调中心竖管空气罐,建立了可调中心竖管空气罐的数学模型。(3)通过物理模型试验与数值模拟计算对比,验证了数学模型用于调水系统水力过渡过程模拟计算的可行性。(4)以实际工程为背景,结合数值模拟计算,研究常规空气罐与可调中心竖管空气罐的水锤防护特性并进行了对比分析,结果表明可调中心竖管空气罐兼顾结构和防护性能,与常规空气罐相比经济性更强。(5)针对可调中心竖管空气罐中心竖管的长度、直径以及底部连接管直径等结构参数进行对比分析,研究参数改变对可调中心竖管空气罐水力性能的影响规律。结果表明中心竖管长度越长,其水锤防护效果越优,中心竖管直径的改变对水锤防护效果影响不大,底部连接管直径存在一个范围,在此范围内水锤防护效果最优。(6)综合理论分析和数值模拟的研究成果,对可调中心竖管空气罐进行了参数优化,并提出了可调中心竖管空气罐仍需进一步研究的问题。