泄漏管道中的压力波传播规律研究

有压流体受到扰动时压力和密度等参数会产生持续性波动并传播,压力波具有传递能量和携带信息的属性,可用于管道泄漏检测。通过搭建压力波管路试验系统,利用机械冲击激发压力波并分析其首波幅值特性,探讨了管路泄漏时压力波传播及衰减的规律。利用FLUENT软件建立了管道系统的二维模型,就压力波衰减比值开展了模拟与试验结果的验证,并将该模型用于长管道的压力波传播特性分析。研究表明:机械冲击产生的最大压力波首波幅值约为178.0 kPa,试验中采用的压力波幅值约为95.2 kPa。压力波在经过泄漏口后幅值大幅衰减形成次压力波,同时发生反射,导致膨胀波的叠加位置发生改变,解释了泄漏时的压力波传播现象。当泄漏口的尺寸由1 mm增大至5 mm时,次压力波会减弱而反射的压力波增强;管长相对压力波半波长的大小影响压力波的叠加状态,利用泄漏后对应膨胀波的相位差可测算出泄漏口位置。     

水电站引水系统不同水力波动的耦合分析

以明渠、压力管道和调压室的非恒定流方程为基本方程,以恒定流计算结果为初始条件,结合渠首边界、渠管结合处边界、调压室边界和阀门边界处的连续方程和能量方程,利用特征线法建立了水锤波、调压室波、明渠波等3种水力波动的数值计算模型,并编制了相应的计算程序 。通过典型算例计算,分析了3种波的波动规律及其之间的耦合效应,计算结果符合一般规律,从而验证了所建模型及程序的正确性。     

基于逐步回归法的泵站输水管道压力监测技术

利用传统技术进行泵站输水管道压力监测时,由于受管道渗漏噪声影响而无法进行数据采集与分析。在采集点为300～500个的范围内,存在监测差分幅值波动幅度较低的问题。本文提出一种基于逐步回归法的泵站输水管道压力监测技术。通过计算结构动力学系统对泵站输水管道进行建模,进行流体流动的计算和模拟。通过输水管道数据采集系统进行泵站输水管道数据采集。该系统包括连接电缆、计算机、水听器、水听器分析仪。通过光时域相敏反射计的布设,对由外界振动而引起的光纤折射率变化进行检测,布设的光时域相敏反射计与其他结构共同构成一个Φ-OTDR系统,实现泵站输水管道压力监测。通过对比试验,证明该技术的监测差分幅值波动幅度高于传统方法,能够更加迅速实现管道泄漏处的定位。     

存气给水管道水头损失计算方法研究与分析

基于气、液相连续性方程和动量守恒方程,结合管道几何特点提出并建立存气给水管道水头损失计算模型,通过算例分析气体存在对管道水头损失造成的影响。研究表明,给水管道中最终存在的两相流型为间歇流;水平管道中,气体进入使管道出口压力波动升高,随着气体量的增加,管道水头损失逐渐下降;下降管道中,气体存在使管道水头损失急剧增加;由于下降管道中气体运动速度更慢甚至静止,气体在给水管道中更易表现为水头损失增加;气体在管道中压力-速度相互耦合,两者相互产生波动影响,不利于供水管网安全稳定运行。     

固液两相流不稳定流方程及水击压力的计算

本文根据固液两相流的特点，推求了固液两相流不稳定流的连续方程和运动方程．并进而采用特征线法求出了计算水击压力的差分方程。在固体物料长距离输送的管道的水击计算中．不仅考虑了固液两相流的特征．而且也考虑了长距离管道摩阻大、初始压力大，水击压力波衰减及充装效应显著等特点．提高了计算精度。     

方尾船在浅水中兴波的数值研究

本文从含移动压力的浅水波方程出发，计算方尾船在浅水中的兴波。船的运动看成对自由水面的压力扰动，直接加到浅水方程组。采用运动网格的有限元法求解浅水波动方程。在船体周围的开边界上使用无反射的边界条件。本文给出三维自由水面波高图、深度平均的水平流速以及方尾船兴波阻力系数、船体沉浮量、纵倾角的数值结果。从物理意义的定性分析来看，数值结果是合理的，计算方法是有效的。计算结果表明，兴波阻力系数、船体沉浮量、纵     

气垫式调压室水击穿室的研究

从水击基本方程出发,考虑了气垫式调压室内水击波的反射作用,用分析法推出了穿室压力系数的公式,采用数值解法,并编制了计算程序、进行计算及分析了各种因素对穿室压力系数的影响。     

通气管对泵站水锤的防护

安装出口活门的轴流泵站,受起动和停泵水锤比较严重,常造成叶片损坏、底脚螺栓剪断和管道凹瘪.起动时,活门反复开闭,管内压力反复升降;停泵时,管内产生以负压为主的压力波,从减轻管内压力变化的角度出发在管道出口端安装一根通气管,利用空气对压力进行平衡.经试验,起动时活门反复开闭得到彻底根除,停泵时活门漏水、漏气现象得到高度缓...     

压力钢管的振动

有些压力管道如水电站的压力钢管,其剧烈振动现象许多国家都作过试验与研究。但此项问题的基本原因尚未弄清。不少研究人员如耶格通过试验证明,压力波动通常出现在下游。这就意味着,压力管道系统设计人员必须确定产生最大压力波振幅的频率,且须使该值限制在设计标准以内。压力波动即振荡的产生,会使叶片转动、导叶振动、尾水管内涡流带摆动或阀门振荡。根据齐尔凯的研究结果,水力系统产生激振后,就会出现持续振动的现象。在此情况下,问题只是确定保留在系统中的振动频     

长距离重力流输水管道系统水锤防护设计

为研究长距离重力流输水管道系统水锤防护设计,文章基于水锤压力理论,利用水锤波的波速、特征线方程及边界条件,建立水锤分析模型。应用该模型计算新疆准东五彩湾供水工程输水管道水锤防护的不同方案,结果表明,新疆准东五彩湾供水工程通过在管道既定位置安装双动式空气阀、超压泄压阀、液控蝶阀及双向调压塔能达到水锤防护要求。对长距离重力流输水管道水锤压力控制有一定的指导价值。     

供水管网泄漏检测定位方法及仪器

本文研究了城市供水管道泄漏形成多相湍射流引发应力波在管壁中传播机理，分析了泄漏引发的管道横振、纵振和园环振动，提出了一系列和波特征提取指标及其离散数据算法、研究了以泄漏信号应力波时和频域特征指标构造神经网络输入和矩阵，建立了能对管道运行状况进行分类的神经网络模型，以检测管道泄漏故障的发生。研究了抗干扰管网泄漏定位方法，分析了根据管网不同特征对定位公式进行修正以提高泄漏定位精度的方法，实验研究了这一     

混凝土坝动水压力与库水可压缩性效应

基于对 3座拱坝现场迫振实验的理论分析 ,论证了库水可压缩性对动水压力的放大效应及其实现条件 ;基于波传播理论提出了水库边界反射吸收参数的算法 ;论证了模型试验用于动水压力测试的局限性 .研究表明 ,高混凝土坝特别是高拱坝的抗震分析中在一定条件下应考虑可压缩性 ,但动水压力量值不会达到无限大     

基于SPH-ALE方法的波浪水槽数值模拟

为了精确模拟波浪传播,基于光滑粒子流体动力学及任意拉格朗日欧拉(SPH-ALE)方法建立二维数值波浪水槽,在原SPH方法中引入近似黎曼求解器替代人工黏性项,采用排斥力边界条件防止流体粒子穿透固边界,海绵层内采用指数型衰减函数来消除水槽末端的波浪反射,并对规则波的传播进行数值模拟。结果表明:与采用人工黏性项的原SPH方法相比,SPH-ALE方法能够无衰减地模拟波浪传播,并可有效减小固边界附近的粒子压力振荡。     

溃坝水流在复杂河道中传播的三维数值模拟

为研究河道弯曲和障碍物对溃坝波传播的影响,采用有限体积法对描述水流运动紊流模型和描述自由水面运动的VOF方程进行离散,建立了溃坝水流运动的三维数学模型,并对急弯河道进行了数值模拟计算。急弯河道溃坝波传播过程的模拟结果与前人实体模型试验结果基本一致。利用该模型研究了丁坝附近溃坝波传播的特性和溃坝水流的内部结构,数值模拟结果表明,溃坝波的传播受河道弯曲或障碍物的影响,产生反射和绕射,使得局部溃坝水流呈明显的三维特性。上游丁坝迎水面受到溃坝波波前的直接冲击,其动水压力远大于作用于下游丁坝的动水压力。另外,障碍物对溃坝水流的影响主要局限在障碍物上游和下游一定范围内,在此范围外,水流呈二维或一维特性。     

应用MIKE 21 BW模型分析航道对波浪传播的影响

波浪在传播过程中遇到航道会发生折射、绕射以及反射现象。MIKE21的BW模块可以很好地计算和分析港口、码头等小面积波浪场中的多方向不规则波的相互作用,浅水变形,折射,绕射和反射等各种波浪现象。本文采用该模块建立在不同航道条件下的波浪传播数学模型,并利用数模结果系统地分析了航道水深、航道宽度、航道边坡坡度以及波浪入射角度对波浪传播与变形的影响规律。成果对试验研究及工程实践有指导意义。     

脉动压力在板块缝隙中传播衰变机理研究

探讨高坝下游水垫塘内脉动压力在底板缝隙水介质中的传播机理,分析缝隙粗糙程度及堵塞程度对脉动压力传播的衰变影响,进一步阐明脉动压力在水垫塘底板破坏中的作用。基于一维瞬变流模型和特征线法,同时考虑缝隙通道的阻滞作用,对脉动压力在缝隙中的传播进行数值模拟,得出单体板块入口端瞬时感应到低频余弦脉动压力干扰波、出口端分别为盲端和自由端时,不同堵塞系数下底板缝隙中点处的点脉动压力时间过程。分析得出:缝隙中点处的脉动压力是由低频干扰波和由于缝隙中类似于水击的水力瞬变引起的高频波的叠加。受缝隙通道阻滞作用,脉动压力的高频脉动分量在短时间内迅速衰变,时间过程曲线趋于与干扰波同频率的余弦曲线。     

人工挖孔桩低应变反射波法完整性检测的局限性研究

目前国内外对低应变完整性检测的局限性所做的研究主要集中于尺寸效应,而对于在自身成桩工艺及周边地层的综合影响下的人工挖孔桩低应变反射波法完整性检测的局限性少有涉及。介绍了低应变反射波完整性检测原理,结合湖南某电厂工地进行了大量的现场检测,采集测试曲线进行分析,利用钻芯法对若干检测时程曲线异常的基桩进行验证,作出正确判断,并在人工挖孔桩低应变反射波法完整性检测的局限性这个问题上进行了深入研究。最终得出相应结论桩周地层、桩端持力层的性质及桩长会影响桩端反射,护壁、桩周地层变化、阻抗变化界面处的二次反射都将对低应变检测产生干扰,桩土相互作用下可能会使低应变检测失效。     

人工挖孔桩低应变反射波法完整性检测的局限性研究简

 目前国内外对低应变完整性检测的局限性所做的研究主要集中于尺寸效应,而对于在自身成桩工艺及周边地层的综合影响下的人工挖孔桩低应变反射波法完整性检测的局限性少有涉及。介绍了低应变反射波完整性检测原理,结合湖南某电厂工地进行了大量的现场检测,采集测试曲线进行分析,利用钻芯法对若干检测时程曲线异常的基桩进行验证,作出正确判断,并在人工挖孔桩低应变反射波法完整性检测的局限性这个问题上进行了深入研究。最终得出相应结论桩周地层、桩端持力层的性质及桩长会影响桩端反射,护壁、桩周地层变化、阻抗变化界面处的二次反射都将对低应变检测产生干扰,桩土相互作用下可能会使低应变检测失效。     

水锤计算中压力管道的分段问题研究

简要介绍了水锤计算中常用的几种压力管道分段方法。重点对调整波速法进行研究,指出了该方法存在的不足,提出了相应的改进方法。改进的调整波速法能选取尽可能大的时间步长、最小化整个管系波速调整幅度、保证波速调整前后压力管道系统中水锤波的传播时间一致。算例分析表明提出的改进方法是合理的。     

基于高阶谱方法求解波浪在不规则地形上传播的完全非线性数值模型

该文基于高阶谱方法,通过引入造波边界和水底边界条件,建立了能够模拟波浪在不规则地形上传播的完全非线性数值计算模型。对典型的二维波浪bragg反射和波浪在潜堤上传播进行了数值模拟,数值计算结果表明该模型能够很好地模拟波浪的产生、传播及与不规则地形的作用,验证了所建立的数值计算模型模拟波浪在不规则地形上传播的有效性。