长距离管道有压自流输水工程末端阀门的选择

为防止发生水锤事故,长距离管道有压自流输水系统末端设置的控制阀门关阀时间一定要充分,关阀时间由仿真数值计算确定。给出的末端阀作为边界条件的数学模型适用于蝶阀、活塞阀等诸多阀型。长距离管道自流输水系统的末端阀推荐采用活塞阀,末端阀为活塞阀的自流输水系统推荐的关阀方式是线性关阀。     

超(超)临界疏水阀开启过程管道水锤抑制研究

针对超(超)临界疏水阀开启过程中管道水锤振动问题,采用特征线法对阀控管道水锤瞬变模型进行了数值计算,运用Matlab求解得到了疏水阀在不同流量特性、不同节流效应下开启时管道中流量和水锤压头的时域曲线。研究表明:选用等百分比流量特性的疏水阀,可以减缓阀开启时阀后管道的水锤现象,同时节流效应对疏水阀开启时阀后管道水锤的影响显著,节流越明显,管道中水锤压头幅值越小,水锤波动趋势也越缓和。研究结果为抑制管路水锤与冲击设计提供理论参考。     

缓闭式空气阀口径和孔口面积比对停泵水锤防护的影响

针对输水工程中因空气阀型式、口径选取不合适,而导致事故工况时管道塌陷和爆管等问题,对传统空气阀数学模型进行改进,建立了缓闭式空气阀数学模型。根据水锤理论和特征线法,结合消除负压需要的进气量与水柱弥合时的速度,得出了缓闭式空气阀进排气口径的计算公式。通过Hammer软件,对西南某长距离、多起伏输水工程进行停泵水锤模拟,结果表明,缓闭式空气阀的防护效果与口径、进排气面积比有关,并且验证了缓闭式空气阀进排气口径计算公式的适用性。研究内容可为输水工程中缓闭式空气阀口径和孔口面积比的选取提供依据。     

大口径伸缩式液控缓闭蝶阀的设计

水锤控制是给水管道系统设计的一项重要内容,水锤的形成与阀门的迅速关闭/开启有关,液控缓闭堞阀就是利用阀门的缓慢开启与关闭,通过预设的启闭程序,实现管路的可靠截止,有效消除管路水锤,起到系统安全的作用.     

基于三维CFD方法的管路瞬变流特性研究

输流管道系统中的水锤现象是引起管道失效的主要原因,传统的分析方法常基于特征线法进行一维计算,而忽视了流体流动所带有的典型三维特征。因此,本文采用三维计算流体动力学(CFD)对关阀水锤现象进行分析。研究中,建立了直管路和分支管路试验模型,利用动网格技术实现阀门快速关闭,并通过UDF文件修改介质属性实现在瞬态模拟中实时考虑流体可压缩性。数值模拟结果与试验数据对比分析可知,三维CFD分析方法可以准确模拟关阀水锤的压力脉动衰减过程,并且2种不同管路中的压力脉动波动周期、波形与试验数据吻合程度较高,验证了三维CFD方法在管路瞬变流分析上的准确性。研究结果对与进一步改进一维瞬变流计算模型精度、水锤预防和管路设计有重要指导意义。     

止回阀关阀水锤数值模拟研究

针对双泵并联给水回路系统,通过结构简化和假设,建立了水锤计算的基本方程和合理的数学物理模型。构造求解边界条件,利用特征线方法编制水锤计算程序,对双泵切换条件下的水锤现象进行分析计算。研究结果表明,止回阀在关闭过程中阀瓣与阀座出现了剧烈的碰撞现象,系统管路出现了较为剧烈的水锤压力波振荡,两台泵交替时管道压力波动幅度最大。     

停泵水锤与水力计算简析

通过简析压力波的计算、快速打开或关闭阀门和停泵时造成水锤的简易计算以及管道总的水头损失(即水力计算),分析长输水系统水锤、水力的基本计算方法机理,为系统设计及水力设备的配置提供技术支撑。     

超(超)临界疏水阀开阀水锤及管道振动

针对超(超)临界疏水阀开阀水锤及阀后管道振动问题,运用充液管道振动分析的流固耦合理论及特征线法,建立开阀水锤及管道振动的数学模型,求解得到疏水阀在不同流量特性及不同套筒层数下阀开启时水锤压力、流体流速、管道轴向内力和管道振速的时域曲线。研究结果表明:水锤压力取决于流体的流速与压力相互作用,管道内力受水锤压力影响较大,局部受管道振速影响;额定流量恒定时,线性流量特性下水锤峰值压力明显小于快开特性,流速大于等百分比特性,超(超)临界疏水阀宜选用线性流量特性;随着套筒层数增加,水锤压力峰值和管道轴向内力峰值减小,但开阀初始阶段流速波动和管道振动增加。     

空气阀结构及性能研究

基于工程实例的数值计算讨论空气阀的直径、空气阀在输水管线上的布置方式对水锤影响,通过对具有缓冲阀瓣型空气阀不同直径、不同孔口面积比的进、排气量计算,提出了合理地选择孔口面积比,对于事故停泵时水锤正压的防护的建议。     

重力有压输水系统主线调节阀关闭水锤计算

在对关阀水锤的机理进行研究的基础上,应用MATLAB高级计算语言平台,对重力有压流管道部分阀门瞬时关闭情况下不同的水锤工况进行了瞬变流计算。     

球形止回阀关闭过程流固耦合特性研究

针对现有球形止回阀在关闭过程中结构变形较大,采用FLUENT动网格技术与瞬态动力学进行联合仿真,建立球形止回阀三维模型,通过UDF函数对阀后突然停泵,阀芯关闭过程中管路应力应变情况进行分析。结果表明:阀门关闭后,由于水锤原因引起管道内压力升高,管道内的压力随着时间推移而向上游传播,并且随着传播距离的增加管道内压力值越来越小。在此基础上建立监测点对具体位置上材料的Von-mises应力变化分析,得到在阀门关闭初始时刻和即将闭合时刻的变形最大。     

浅谈北棘茨泵站出水管道水锤计算及其防护

文章以北棘茨泵站为例,针对泵站运行中可能出现的水锤问题进行了理论水锤计算、设备安全、断电误操作和事故关阀的情况分析,并提出了相应防护措施。经过实际运行,机组出水管道达到了设计要求,经投产运行效果良好,以期为同类泵站的安全经济运行提供参考。     

核电站主给水隔离阀关闭引起水锤的分析

分析了核电站主给水隔离阀关闭引起的水锤,计算了阀门阀瓣受到的水锤动力载荷,讨论了降低水锤载荷的方法。     

启动循环泵出口调节阀阀杆断裂原因分析及措施

针对超超临界机组锅炉启动循环泵出口调节阀阀杆出现弯曲断裂的情况,分别从运行工况、阀门结构、执行机构等方面进行分析,得出超超临界锅炉启动循环泵出口调节阀阀杆弯曲由水锤现象造成。并给出解决措施,通过优化阀门结构与优化运行控制方式可解决阀杆弯曲故障问题。     

液控缓闭蝶阀结构和控制系统设计

系统介绍了液控缓闭蝶阀的结构设计和启闭力矩计算方法。根据泵站断电停泵水力过渡机理特性分析，证明采用电液控制实现阀门二阶段关闭，能满足大流量、高扬程、长管道的电力提灌和给排水工程对阀门的要求，是控制管道水锤升压和防止水泵事故倒转的理想设备。     

通海阀内流场三维数值模拟及优化设计研究

通海阀是连接船舶内部海水管路系统与外界的重要装置,主要用于船舶海水管路中海水的注入和排出,其性能的优劣直接影响到船舶各个系统甚至整体的性能及安全性。现有通海阀存在流阻系数大、噪声压级较高等问题。造成系统能耗增加,静音效果差。阀门噪声和伴生的振动还会影响阀门性能并且会造成阀门本身邻近管路及设备的疲劳,从而会降低其使用寿命,甚至可能导致安全事故。本文以三种不同方案的通海阀内流道为研究对象,采用Fluent软件对不同方案下的内流场进行数值模拟计算,给出流道流场的压力、速度、速度矢量和噪声压级分布图,对计算结果进行对比分析,得出最优方案,为通海阀内流道优化设计提供理论依据。     

水锤现象对管道中压力的影响

水锤现象是由流体被突然截断时产生的冲击波所造成的。它会造成管路中压力的急剧增加,巨大的压力变化会对联接在管路上的仪表设备产生损坏。比如在容器的液位测量中,突然关闭输出管道中的阀门就会在管道中产生意想不到的巨大压力,如果忽略流体与管路的摩擦及管路的弹性变形,则由于突然关闭阀门所造成的压力增加可表示为:     

防水锤偏心式止回阀的设计与研究

介绍了防水锤偏心蝶式回阀的结构特性及起泵和停泵时阀让的动作原理,给出了停泵关阀过程中防水锤优化设计的数理模型和基本方程及其边界条件,应用瞬为流理论,对阀门在阻力特性下的优化参数进行了计算,并参照阀门的空载和现场试验值绘出了τ－ｔ曲线。     

管道耦合水击的最优阀调节问题研究

根据流固耦合理论,研究了耦合水击过程中的最优阀调节问题.建立了阀门最优化调节的数学模型,并研究了模型的求解方法.在算例分析中,分别按限定压力或应力阀调节问题进行计算,得出了不同条件下的最优阀调节规律及瞬变响应曲线.计算结果表明:在水击过程中,最大水击压力和最大米塞斯应力不一定出现在同一位置且不一定同时达到最小;以米塞斯应力为优化对象对管道的水击响应控制更为有利.     

基于动网格的轴流式止回阀关闭过程动态特性分析

针对液化天然气用轴流式止回阀使用过程中可能发生的水锤问题，利用FLUENT动网格方法对两种不同型号（优化前、后）的阀门内部动态流场及阀瓣运动状态进行研究，分析优化前、后的阀门在相同工况下的动态特性。结果表明：止回阀关闭瞬间，优化后阀瓣受力相比优化前降低了70 N，优化后阀瓣运动速度相比优化前减小了0.674 m/s，这样阀瓣对阀座的冲击力相对更小，有利于保证阀座的使用寿命，同时有利于减小碰撞过程对管路系统的影响；FLUENT动网格方法能够预测止回阀关闭过程中“快关缓闭”的阀瓣运动特征，同时模拟得到的阀瓣运动状态以及止回阀内部动态流场特征，对轴流式止回阀的设计及选型具有重要的参考价值。