南水北调中线天津段泵站输水方案水击等效管计算方法

通过研究了解水击条件下k条特性相同管道并联的等效计算模型，在特征线法的基础上，导出了用一条等效管代替并联管道的等效模型：等效管的直径和沿程阻力系数分别是实际管道直径和沿程阻力系数的√k倍，等效管的长度和水击波速等于任一实际管道的水击波速和长度；等效泵的机组惯性时间常数、扬程、出口阀门特性与实际泵相同，等效泵的Suter变换流量、力矩特性与实际泵相同，但等效泵的流量等于并联各泵流量之和。     

水头压力及管道特性对水击波速变化的影响

把Pearsall提出的可变波速公式引入特征线法中，对二相流的水击波速在发生水击时的变化情况进行了计算分析，研究水中含有气泡的管路在水击时管道初始水头及管道特性等敏感因素对水击波速变化的影响，指出上游水头降低、相对管壁厚增加、管材弹性模量增加都会引起水击波速变化的加剧．     

调压井试验模型设计的研究

对调压井系统，其中包括调压井、引水隧洞、压力管道三部分的变态模型进行了研究，提出了变态模型比尺应同时满意涌浪方程、水击方程和压力管道水击波速方程的相似条件，并通过工程实例说明了变态模型的优越性。     

考虑含气量变化的浆体水击基本方程

压力波的传播速度是影响液-固两相流浆体水击压强的主要因素，而波速与管道的材料和流体的成分密切相关。本文分析了含气量对浆体水击的影响，提出了考虑含气量的浆体水击波速公式，在此基础上推导了考虑含气量变化的液-固两相流浆体水击的基本方程。     

水电站压力管道系统非恒定流现状及发展动态

在对水电站压力管道系统的水击(非恒定流)研究历史简要回顾的基础上,对水击研究方法和现状做了较为详细的介绍,并简要介绍了目前水击的发展趋势及存在问题.基于特征线法的电算法已经较为成熟,但多维水击的研究已是大势所趋.时间变态的物理模型试验研究方法能解决较大比尺正态水击模型的水击波速相似的问题.     

非圆形截面管道中水击波速的计算及模型试验问题

对非圆形截面管道如何确定原、摸型水击波速的问题,过去研究的较少,本文结合实际工程对这一问题作一些探索。一、非圆形截面管道的水击波速计算问题早在1 878年柯尔切维科研究管道中的声波及以后茹柯夫斯基、阿利维等人研究管道中水     

流固耦合对水击波速的影响

针对经典水击理论忽略流体和管道动态耦合对水击波速的影响,推导出考虑流体-结构相互作用下流体连续方程,有效地计入了管道流速,研究出管道结构动态特性对水击流速的影响以及对轴向应力波波速的影响,并据此得出流固耦合作用使得水击流速值低于经典值的结论。     

基于井场实测数据水击压力波波速特征分析

【目的】停泵水击压力波诊断技术用于快速定位井底裂缝进液位置，但技术关键之一的油井套管中水击压力波波速的确定仍有诸多难题。为优选现场水击波速计算方法，探讨水击波速变化规律，【方法】基于某水平页岩气井采集的19段高频停泵水击压力信号，使用反射法、倒谱法、半周期法、全周期法、傅里叶基频法及傅里叶三次谐波法等6种方法求解每段水击波速，并使用箱型图对比各方法的求解稳定性来优选求解方法；同时分析优选方法的求解结果，总结现场施工水击波速的变化规律，并基于波速相对残差法及段间波速差法，分析脱离该井波速变化规律的离群点。【结果】结果显示：对于6种波速求解方法，其结果在箱型图中离群次数分别为8、3、0、0、16和4次；对于稳定性较好的半周期、全周期及倒谱法，求解结果表明施工深度每接近井口100 m,波速降低约8 m/s;同时，波速异常段分析指出离群波速值集中在第18—20段。【结论】结果表明：最适用于水力压裂现场的波速求解方法是基于时域的半周期法、周期法和倒频域的倒谱法，其稳定性最佳；水击波速存在随施工深度减小而减小的规律，且与固井质量及固井段长相关。研究成果可为水击波速诊断技术提供波速计算的技术参考。     

水击基本方程的改进

本文首先指出了当前用于水击计算的数学模型中的连续性方程式在恒定流时不能成立的问题,并通过进一步的理论推导,得到了新的水击波速计算公式和新的连续性方程。新的水击波速计算公式表明水击波速并非是一个常量,它的大小随流体动能沿程变化率与压强势能沿程变化率之比的变化而变化,同时也随管道断面相对变化量与压强相对变化量之比的变化而变化。新的连续性方程改善了老方程存在的不合理现象。本文还通过对水击现象的计算比较,进一步说明了老方程的确存在不合理现象,而新方程的计算结果是合理的。最后,分析指出了当前用于水击计算的连续性方程式在恒定流时不能成立的原因所在。     

基于水击波波形的波速反演方法试验研究

基于水击压力波的压裂诊断技术可用于快速判别裂缝位置，进而用于压裂工艺优选与施工参数优化。水击波波速是水击压力波诊断的关键参数，波速计算的读取方法对波速的准确性产生较大影响。为了精确计算水击波波速、减小波速变化引起的裂缝深度计算误差，搭建水击压力波试验系统，开展水平管路中压力波波速试验。使用4种方法计算压力波波速：描点读取压力突变点法、小波分解结合互相关函数法、描点读取水击周期法、基于频谱分析的水击周期法。以平均值、标准差及变异系数为指标，分析4种方法波速计算的数值结果与稳定性。在该试验中，针对10 kHz的采样频率，使用小波分解结合互相关函数法时优选出最优小波基函数为db4小波，最优分解层数为10层。使用双传感器计算的方法(描点读取压力突变点法与小波分解结合互相关函数法)得到的压力波波速高于单传感器计算得到的方法(描点读取水击周期法与基于频谱分析的水击周期法)。结果表明：双传感器法得到的波速范围为959.08 m/s至1111.11 m/s;单传感器法得到的波速范围为619.98 m/s至859.98 m/s。小波分解结合互相关函数方法在数据稳定性方面效果最好，可重复性最强；采用频谱分...     

支管管径变化对枝状管网水锤压力的影响

随着节水管网技术的大力推广, 管网水锤问题变得日益突出。为了探讨管网中支管管径变化对管网水锤压力的影响, 采用Pipenet软件对带有一个分支管的枝状管网在支管球阀突然关闭(工况1)和直管球阀关闭(工况2)2种操作工况下的水锤压力波动进行了数值计算, 支管型号分别取DN110、 DN90、 DN75、 DN63和DN50共5种; 并采用理论方法分析了2种工况下最大水锤压力的变化规律。结果表明: 随着支管管径的减小, 2种工况下各自阀门处产生的最大水锤压力和管网水锤压力均呈增大的趋势, 相比之下支管管径减小对工况1时的影响更大。理论分析表明工况1时最大水锤压力随支管管径减小而增大的主要原因是支管流速的增大; 工况2时最大水锤压力随支管管径减小而增大的主要原因是反射回的降压波逐渐减小。研究成果可以为管网设计提供参考。     

连接管长度对调压井水位波动和水锤压力的影响

本文目的在于回答调压井连接管较长时，其内水体惯性对调压井水位波动和水锤压力有何影响，有多大影响，设计中能不能忽略。文中首先通过理论和解析方法研究了连接管影响的性质和规律；然后针对典型的水库——调压井——阀门引水系统，用特征线法计算，详细分析了不同连接管长度下调压井水位波动幅值、阀门端水锤压力上升率、水锤穿井率的变化规律；最后以某抽水蓄能电站为实例进行了对比计算。研究表明，连接管增长使调压井水位波动幅值减小，但幅度有限，通常可忽略；连接管使水 锤压力和穿井率增大，在实际工程可能的范围内其增幅有时较大，应加以考虑。     

地下式水电站调压室交通洞过渡过程中的风速模拟

在考虑气体可压缩性的基础上,建立了地下式水电站调压室交通洞过渡过程中的气体运动数学模型,依据气体管道瞬变流的特征线法,提出了风速模拟的方法并编制了完整的模拟程序,通过与试验结果的对比验证了所提求解方法与模拟程序的适用性与合理性。然后分析了交通洞的体型(长度、断面积、倾角)对风速发展、分布及波动过程的影响,并从波动叠加的角度揭示了各因素的作用机理。结果表明:对于地下式水电站调压室交通洞在过渡过程中的风速的模拟,考虑气体可压缩性是必要的。交通洞断面的风速波动过程由低频质量波(基波)与高频弹性波(谐波)叠加而成。通气洞长度影响谐波的振幅和周期、断面积影响基波和谐波的振幅、倾角则仅影响谐波的振幅。     

基于列队竞争算法的变权值树状管网优化布置

根据树状输配水管网的特点,提出一种简化的灌溉输配水管网优化布置模型及求解方法。该模型的目标函数仅有各个管段的长度和流量,既考虑了流量的变化,实现变权值的管网优化布置,又摒除了管材的价格、规格型号等因素的影响,使得优化计算更简便。用列队竞争算法对该模型进行求解,首先用图论的有关理论建立管网系统的连接矩阵、流量向量等,并根据邻接矩阵表示的树图的特点设计了相应的适应度函数、编码方法和变异算子。通过算例表明该算法能够获得费用最小的布置方案,与单亲遗传算法和模拟退火遗传算法相比,该方法模型简单,控制参数少,收敛速度快,有较高的搜索效率和稳定性。     

超声波沿空钢管管壁径向传播方式研究

在深入调研超声波用于钢管混凝土拱桥拱肋缺陷定量检测相关资料和现有研究成果基础上,根据相关超声波传播理论,结合超声波在空气中传播速度测试和超声波在空钢管管壁中传播速度测试结果,开展了超声波沿空钢管管壁径向传播方式的初步研究,提出了超声波在空钢管管壁中径向传播方式。更多还原