南水北调北京段输水系统水力瞬变的控制

根据北京段输水系统工程布置的特点,研究了事故断电条件下水力瞬变引起的液柱分离现象及其防止措施,提出了求解空气阀瞬变过程的新模型.研究表明,可以沿线布置空气阀和单向调压井防止瞬变液柱分离破坏.对沿管线间隔500 m～1 000 m布置空气阀的水力瞬变计算研究发现,过大或者过小的空气阀孔径都是不利的,存在一个抑制液柱分离冲击压力或者高度真空的最优的空气阀孔径.对采用单向调压井防止液柱分离的研究表明,沿线需要布置5座,并提出了合理的设置位置和经济参数.     

淮水北调临涣工业园输水工程空气阀的合理配置

淮水北调临涣输水管道工程线路长,线路平坦,考虑充水要求,设计在153个位置安装复合式空气阀,同时希望利用这些空气阀防止瞬变液柱分离。本文通过对1个典型水泵事故断电瞬变工况的数字仿真,研究空气阀参数的影响,包括不同微量排气孔径、高速进排气孔径及高速排气容许压差等。研究表明适当减小空气阀高速进排气孔径对于控制邻近线段的瞬态最小水压是有利的,并且通过大量计算研究,给出全系统空气阀的合理配置。     

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。     

空气阀水力瞬变数学模型

空气阀是输水管道系统常用的防止水击破坏的智能化安全设备。针对目前空气阀水力瞬变数学模型假设气温T为常数及忽略空气阀高度影响的问题,首先基于等熵流动的气动力学理论,提出了新的空气阀进排气基本方程,然后,把空气阀、配套检修阀和连接管用一个具有自动进排气功能的调压室等效,提出了新的空气阀水力瞬变数学模型及其求解算法。与现有空气阀水力瞬变数学模型相比,在不考虑空气阀高度的条件下,新模型计算的最大水压更大,而负压也更低,这意味着以现有模型计算结果作为设计依据存在安全风险。考虑空气阀高度后,计算的输水管最大水压减小,但是负压也更加严重,因为等效调压室内水体对进排气有阻止延缓作用。此外,以空气阀气体为绝热流动所得计算结果作为设计依据是合理的,偏于安全的,因为在这种情况下计算的最大水压较大而最小水压较小。     

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。     

调压井与排气阀联合作用下水锤防护特性研究

为减小关闭水锤对长距离输水系统造成的破坏,对输水管道进行水力过渡分析并提出相应的水锤防护措施是重要的环节.采用特征线法,对某工程典型工况下的关闭水锤进行水力过渡计算.安装调压井能有效缓解液柱分离再弥合现象的发生,使水锤压力在管道设计压力范围之内.其中根据输水管线工程总体布置及工程特点,采用相对应的边界条件和不同运行工况...     

厦门供水工程水泵输水管系统水力过渡过程计算研究

厦门供水工程水泵输水管系统是一个超长的复杂水力系统，当水泵失电时，系统内的水力过渡过程非常复杂，通过建立模拟计算数学模型和对水力过渡过程的计算，得出了以下结论：（１）水泵出口阀应采用慢速方式关闭；（２）本系统必须设置调压井，以解决沿线管路角压现象；（３）调压井的水位变化规律呈单调下降趋势，并最终被放空；（４）对高程较高的管段，进，排气阀应布置在其前部，以便更有效地发挥进排气的阀的补气作用。     

空气阀缓冲阀瓣对水锤防护效果分析

长距离输水管道为有效控制弥合水锤,空气阀在结构上应具备快速进气缓慢排气特性。为研究缓冲阀瓣孔径大小、安装位置对空气阀水锤防护效果的影响。绘制了7组不同孔径大小缓冲阀瓣,分别布置阀体上端和阀体下端。利用Fluent计算流体软件求取了空气阀进排气流量特性参数;通过Hammer水力计算软件对安装该空气阀的输水管道,进行水锤防护效果分析。结果表明空气阀缓冲阀瓣布置在阀体上端对水锤防护性能好,缓冲阀瓣通流面积与空气阀出流面积比值为0.025时,其水锤防护达到安全范围以内。     

弓背形高扬程泵站负压水锤防护研究

为研究弓背型高扬程泵站在事故断电时的负压水锤防护,以陕北某典型泵站作为对象,采用特征线法进行水力过渡计算,分析比较设置泵后缓闭阀、空气阀、调压井、空气罐和增大机组转动惯量等方案的压力包络线。结果表明:泵后缓闭阀和空气阀对这种水锤源不在泵站的管道负压几乎不起作用;相比受限较多的调压井和机组转动惯量,空气罐更能灵活经济的消除管道负压及可能引起的弥合水锤。     

供水工程采用调压井初探

厦门供水工程输水高压管道总长39．5km，沿线地形复杂，管道起伏频繁。当泵组运行失电时，为防止负压对管道的破坏，在管道首都设置了调压井。计算表明，调压井可有效地防止负压产生，只要水泵出口阀采用缓慢关闭方式，管道将不会产生较大的正水锤，也不会引起水泵反转速飞逸破坏。     

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。     

南水北调中线工程PCCP及暗涵输水系统空气阀型式研究

南水北调中线工程惠南庄一大宁段采用2排4 m直径的PCCP管,为大口径长距离管道输水系统,其运行工况复杂,压力变幅大,应充分考虑长距离大型有压输水管道发生破坏性水锤事故的多样性及其特点.针对工程特点着重对空气阀型式、布置等进行分析论证,确保压力输水系统安全、可靠,减少维修,节约运营成本.     

控制输水管道瞬态液柱分离的空气阀调压室

本文提出了控制输水管道瞬态液柱分离的新型空气阀调压室，就是在输水线路上设置短管形成局部凸起点，短管顶部密封，然后在它顶部设置空气阀。在正常输水时，空气阀关闭，调压室（短管）充满水体，没有气体。当调压室顶部水压下降到大气压以下时，空气阀进气，在调压室中形成气囊，防止输水管道发生液体汽化现象，或者超过管道承受能力的高度真空压力。当调压室底部水压超过大气压时，调压室中气体压缩，气体由空气阀缓慢排出，避免发生较大冲击水压。     

多级孔板消能在大梁水库放水洞中的研究应用

大梁水库放水洞初步设计采用９级孔板消能，经水工模型试验证实，１５５ｍ水头可消减１３０ｍ，消减水头占总水头的８４％以上，消能效果显著，文中主要内容是孔板消能机理、布置原则、影响因素及设计试验成果，孔板消能设计中的关键问题是：（１）孔板孔口水头损失系数的选择，影响水头损失系数的因素有雷诺数Ｒｅ，孔径比ｄ／Ｄ，孔板间距及孔板形状等；（２）要求水流空化数大于初生空化数，以避免孔板产生空蚀、空化现象。     

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。     

空气阀在长距离输水工程中的应用

介绍了输水管线中空气的来源、危害以及安装空气阀的必要性,对长距离输水管线中空气阀的设置进行了探讨,并根据国内外对有压输水管道气水两相流的最新理论研究和实验成果,对进排气阀的结构原理进行分析,论述了长距离有压输水管路进排气阀选型设计的相关问题。     

空气阀流量特性对水锤防护效果的影响分析

针对空气阀结构特征,建立其进排气边界条件,结合工程实例,重点研究了空气阀流量系数对管道内压力波动的影响.     

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.