长距离输水工程中空气阀的进排气特性研究

针对长距离有压输水系统的特点,从基本的空气动力学方程入手,分析推导了空气阀的数学模型,并采用水锤计算的特征线方法,进行了空气阀水锤防护的实例分析。同时,探讨了进排气系数对空气阀运行特性和水锤防护效果的影响。计算结果表明,计算模型可以准确地模拟空气阀在水力过渡过程中的进排气特性,空气阀的进排气系数等设计参数对空气阀的水锤防护效果有显著影响。同时,通过合理的布置空气阀,可以有效地抑制输水系统中液柱分离现象的发生,保证输水系统安全。     

空气阀内部结构优化与水锤防护分析

空气阀能在事故工况时通过进气消除管线上的负压,但会因排气速度过快而引发更加严重的弥合水锤升压,因此对传统的高速进排气阀内部结构进行优化,增加了能减缓排气速度的缓冲阀瓣。利用计算流体力学(CFD)的数值模拟方法对结构优化后的空气阀进行数值模拟分析,模拟中通过改变进排气时的压差得到了空气阀的流量曲线。模拟结果表明:空气阀的流量系数与压差有关,而不是一个固定不变的值;采用孔口面积比为0.1的缓冲阀瓣能在排气阶段减缓排气速度,且不影响进气消除负压功能。通过工程算例验证了结构优化后空气阀的水锤防护效果优于传统的高速进排气阀。     

空气阀在丹东市输水工程中的应用

文章针对长距离城市地下输水管线,建立了水力过渡过程空气阀的数学模型,说明了新型二级、三级缓闭防水锤型空气阀的特点及其水力瞬变的计算方法。对于长距离管道输水,考虑在充水未经过的管线所有空气阀都会进排气,而不是只在充水来临的一个空气阀工作,得出按照局部管道充水的需要选择的空气阀进排气孔径具有较大的裕量结论,据此提出了一个实用的选择空气阀的类型和布置的方法。并以丹东市应急输水管线工程为例,研究了水击防护的方法,包括空气阀、气囊式压气罐的布置和参数选择及水击防护效果。     

有压输水管道系统含气水锤防护研究

本文通过在有压输水管道系统安装空气阀对含气水锤防护进行了实验研究和数值计算。研究表明，在有压输水管道顶端安装空气阀可明显地减轻管道中的正压冲击、降低负压，安装空气阀较没有安装空气阀其最高压力降幅达84％左右、最大真空度降低60％。空气阀进、排气时的流量系数对其压力影响十分明显，在保持较高的空气阀进气时的流量系数Cin的情况下，应尽量降低排气时空气阀的流量系数Cout.     

空气阀排气性能分析

空气阀已成为长距离输水系统中必不可少的设备,担负着管道充水排气,事故、正常停机进气及排气,水锤防护等多项任务.其选型合理与否对工程安全运行影响较大.为此,分析了空气阀排气性能实测资料与公式计算结果的差异,由于空气阀的排气面积与流量系数的乘积不是常量,因此提出在进行压力输水系统水力过渡过程分析时应采用空气阀的实测资料.     

某煤矸石电厂供水工程水锤防护研究

水锤是影响长距离压力输水工程安全运行的一个重要因素,针对长距离输水工程特点,采用水锤计算的特征线法,对某煤矸石电厂供水工程的水锤防护措施进行了分析。提出了水泵出口两阶段关闭蝶阀,空气阀组和活塞阀水锤防护措施,优化了蝶阀和活塞阀的关阀过程和空气阀组进、排气过流面积。结果表明:采用提出的水锤防护措施能有效的免除工程停泵水锤。     

长距离输水系统中空气阀的运行特性研究

长距离管道输水工程中，空气阀是重要的排气和负压控制设备。准确模拟空气阀运行特性，对整个供水工程的安全至关重要。为此，分析了空气阀的工作特点，在热力学第一定律的基础上建立了新的空气阀的数学模型，并采用特征线方法，对空气阀的水锤防护作用进行了计算分析。计算结果发现，与采用传统的空气阀数学模型相比，空气阀的进排气过程具有一系列新的特性。     

HysimCity软件在长距离输水工程水锤防护仿真分析中的应用

结合某长距离压力输水工程设计工作实践,采用我国自主研发的水锤防护仿真计算软件Hysim City对其进行水锤防护计算分析,并提出了泵后阀及管道出口阀采用分段关闭和管线沿线布设复合式空气阀联合进行的水锤防护措施,证明该防护措施的有效性。     

空气阀防护水锤的研究进展

输水工程中,有压管道发生水锤事故的危害巨大。空气阀是一种经济、安全的水锤预防措施,在工程中应用广泛。介绍了空气阀的工作原理,并从空气阀的理论研究、数值模拟、工程应用等方面详述了空气阀防护水锤的国内外研究现状,指出在空气阀机理和数值仿真等方面仍然存在许多亟待解决的问题,需结合物理模型试验,综合各学科基础理论,对空气阀的进排气动态特性、数值仿真、合理选型及优化布置进行研究。     

空气阀排气性能分析

空气阀是长距离输水系统中必不可少的设备,担负着管道充水排气,事故、正常停机进气及排气,水锤防护等多项任务,其选型合理与否对工程安全运行影响较大。分析了空气阀排气性能实测资料与公式计算结果的差异,提出应根据实测资料选择空气阀。     

大流量长距离供水工程水锤防护研究

结合某一典型工程,采用华东勘测设计研究院有限公司自行开发的长距离压力供水工程水锤防护计算软件Hysim City进行相关计算分析,并对低扬程、大流量泵站供水工程水锤防护进行研究。首先对输水系统在无任何水锤防护措施时进行了计算,计算表明,若无任何水锤防护措施,输水系统沿线将会发生水柱分离及弥合水锤现象,危害输水系统安全。然后针对低扬程、大流量的供水工程水锤特点,分析比较了空气罐方案、空气阀与双向调压塔联合防护方案以及仅采用空气阀方案的多种水锤防护方案的水锤防护效果;计算结果表明,空气阀方案为低扬程、大流量供水工程中较为安全、经济合理的水锤防护措施。图11幅。     

空气阀在长距离输水系统中的水锤防止作用

空气阀在长输水管道中起着重要的防护水锤作用,可以有效地控制输水系统中产生的负压.对空气阀进、排气过程的准确模拟,直接关系到整个供水工程的安全.分析了空气阀的工作机理,并针对长距离、多支路、密闭式输水系统建立了空气阀的数学模型.同时,结合工程实际,利用特征线方法,对阀门关闭和事故停泵过渡过程中空气阀的防止作用进行了计算分析.结果发现,合理布置空气阀,可以有效地抑制输水系统中液柱分离现象的发生,保证输水系统安全.     

安装有空气阀的输水管路系统空管充水过程瞬态分析

在输水管路系统中,空气阀在预防水柱分离及再弥合水锤方面发挥着关键作用。现有空气阀的应用研究多集中于满管流状态,但对于空管充水阶段空气阀的水锤防护研究较少。为此,本文建立了空管充水过程中空气阀的数学模型,提出了一种基于改进牛顿迭代法和直接求解法相结合的求解空气阀模型的计算方法,分析了进气阀、普通进排气阀和进气微排阀3种类型的空气阀在曲折管线空管充水过程中的水锤防护效果。定量分析表明,为预防空管充水过程中出现的水柱分离及再弥合高压水锤,选择大口径进气,微量排气的空气阀最为合适。该研究对安装有空气阀的输水管路系统的空管充水瞬态分析具有一定的参考价值。     

长距离有压输水系统空气阀排气流量系数研究

在长距离有压输水系统中,空气阀防护水锤的效果往往与其进排气流量系数密切相关,而通常在进行空气阀的进排气流量计算时认为进排气流量系数为常量。研究通过分析比较空气阀排气性能规范实测数据与理论计算结果,得出空气阀的排气流量系数是随着阀内外压差的变化而变化的,应是一动态的系数,且工程实例计算结果表明排气流量系数采用固定值和动态值得到的空气阀的进排气特性有明显差别,从而为更准确模拟长距离有压输水系统的水力过渡过程提供技术依据。     

长距离重力流输水管道关阀水锤防护措施分析

以柳州市古尝河原水输水工程为例,分析了长距离重力流输水管道关阀水锤保护措施。通过HAMMER V8软件对原水有压重力流长距离输水管道系统运行进行模拟,计算和分析了系统末端的关阀水锤,得出关阀水锤的解决方案以及水锤防护措施和建议。     

长距离管道输水工程空气阀的配置优化设计

为研究长距离管道输水工程空气阀的配置设计思路及作用,以龙河口引水工程为例,对输水管道中重力流管段和加压输水管段分别采用理论计算和水力过渡过程计算方法进行全面分析。结果表明,在重力流管段末端设置流量调节阀且确定其启闭程序后,管段中空气阀仅需满足充水过程中排气要求即可;加压输水管段中水体汽化压力随空气阀口径增加而增大,减小空气阀口径有利于水锤防护。研究成果对于长距离输水管道空气阀配置具有一定参考价值。     

有压输水系统停泵水锤数值模拟及其防护研究

结合山西中部某引黄工程,采用流体力学的基本原理和特征线法,在泵出口安装两阶段关闭蝶阀和沿管线布设空气阀联合防护措施下,针对输水系统事故停泵引起的水锤问题进行水力过渡分析和计算,得出管线沿程水锤压力和泵出口断面压力变化过程线。结果表明,泵出口安装两阶段关闭蝶阀对高扬程、长距离管道的水锤防护效果较明显,合理控制快慢关时间及角度能有效降低水击压力、机组倒转和倒泄流量。通过调整空气阀的布设位置、口径及进出流量系数,得出在空气阀流入流量系数为0.975、流出流量系数为0.650、口径为450 mm下的水力过渡过程,管路中最大负压水头控制在-1.6 m以内。可见,沿管线合理布置空气阀能有效降低管道负压。     

有压输水系统的水锤防护研究

在长距离有压输水管路中,往往因启泵或停泵而造成水锤事故,针对水锤防护措施,以具体工程实例为研究对象,利用PIPENET建立水锤计算模型,通过多功能液力控制阀、注气微排阀、空气罐联合防护的方式,对有压输水管路事故停泵时发生的水锤现象进行防护研究。数值模拟计算后,通过合理设置多功能液力控制阀的关闭规律,调整注气微排阀的安装位置,以及合理对空气罐进行选型,可保证管道压力及水泵运行在合理范围内,从而保证加压泵站的安全运行。     

长距离压力输水管道水锤防护设计

四川某20万m3/d长距离输水工程地处山区,输水距离长且管道起伏较大,并且采用泵站加压输水,水泵扬程81m,水锤防护难度大。以该工程为例,基于PIPE2010:Surge水力分析软件平台,将防水锤空气阀、防水锤空气罐在输水工程中搭配使用,对其进行了水锤数值模拟。分析结果表明,防水锤空气阀与防水锤空气罐联合作用可有效地防护长距离输水工程中水锤危害。     

空气阀气液两相动态特性研究综述

空气阀用于解决管道输配水工程中存气、补气问题,并预防断流弥合水锤的重要辅助设备。空气阀的进/排气过程是一个复杂的气液两相瞬变过程,其动态特性参数(包括进/排气流量系数、阀室内剩余气体体积、阀门关闭时长、阀门启闭时间等)直接影响系统的水锤防护效果。通过对空气阀动态特性相关的选型和布置、模型试验和数值模拟等方面的研究成果进行回顾综述,指出当前研究对空气阀动态特性参数的响应机理和临界阈值尚不明确,有必要在大比尺系统试验分析的基础上,明确空气阀结构特性及动态参数对两相瞬变过程的响应机理,完善现有的数学模型,进而给出空气阀设计、检测、选型、优化布置等的理论依据。