文丘里式短管量水建筑物的试验与探讨

对闸下二元水舌形状曲线进行合理简化,使之成为折线形状,由此设计出一种量水建筑物——文丘里式短管.在流量Q=0.133～2.87m~3/s范围内进行试验,它可用于流量、水位变化大的灌区,可配备不同类型的量水仪表,量测精度高,水头损失小,操作方便,结构简单.并编制了适用于PC-1500型微机的程序,可对量水建筑物喉管断面参数的六种不同情况进行自动调整水力计算.     

真空破坏阀装置位置和风量系数对虹吸断流的影响

用工程实践经验佐证国内对真空破坏阀断流型式科研成果的科学性和可靠性,并通过多个虹吸式泵站真空破坏阀通风面积和装置位置的不同对断流效果的影响的比较,提出真空破坏阀的风量系数会明显影响虹吸断流效果。     

流量法测量文丘里管流量系数的误差研究

主要探讨在文丘里管测量流量系数实验中流量系数取值过程中的误差,借用能量方程,推导出了考虑水头损失时流量系数的理论公式,通过实验比较分析了不同阻力系数下计算得出的流量系数的误差大小,提出了在Re＜105对一种简化流量系数取值过程的计算方法,并验证了其可靠性.另外通过比较在同一水流环境下两次不同流量计算得到的流量系数,分析了流量测量引起的误差对于流量系数取值的影响.     

空气阀数学模型及排气性能研究

空气阀是输水管道进排气的重要设备,具有充水排气、放空吸气,正常输水排气等功能,而且越来越多地用来作为水锤防护措施,因此空气阀的合理选型至关重要。从热力学基本原理出发,推导了理想气体和不可压缩气体两种假设空气阀数学模型,并对美国给水工程协会M51指南所提供的空气阀排气性能参数进行了误差分析。分析结果表明：理想气体假设模型具有较高的精度,不可压缩气体假设模型在压差较小的情况下具有较高的精度,在初次充水、放空等小压差工况下可采用该模型。同时,还以CJ/T217-2013中FGP型复合式空气阀排气性能参数为例进行了流量系数分析。结果表明：流量系数并非常数,而是一个随压差、口径变化的变量,因而在水力过渡过程计算中,流量系数应通过实测得到。研究结果可为空气阀的合理选型提供理论依据,同时也可为工程安全运行提供技术保障。     

大口径活塞套筒式调流调压阀流动特性分析

调流调压阀用于实现管线不同流量和压力工况的转换,其良好的调节性能和流动特性对管道系统的高效运行意义重大。本文以2400LT-41X-10Q型大口径活塞套筒式调流调压阀为研究对象,通过数值分析软件Fluent结合RNG k-ε湍流模型及动网格,研究了不同开度下稳态工况及开、关阀过程中瞬态工况的流动特性。结果表明,由于活塞套筒的运动产生阻流作用,故开阀和关阀的动态流量系数均小于稳态值,而对应的动态流阻系数则均大于稳态值。同时,对应开阀和关阀过程,活塞套筒将受到反向的瞬态侧向力,且以轴向力为主。因固定套筒的需要,在全开度附近保留了一段空行程,使得竖向和水平的侧向力在该开度下出现了陡升的峰值,可能影响阀门驱动机构的操作或引起阀门的卡塞。另外,通过对比不同阀门开度下的阀内流速、压力、湍动能和湍流耗散率等流场分布来对该其工作原理和流动特性进行说明。分析结果为活塞套筒式调流调压阀的选型和使用提供了参考。     

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。     

输水管线空气阀进排气孔径的合理选择

输水管线空气阀进排气孔径的选择,包括防水锤型空气阀低压进排气孔、缓冲板小排气孔和高压微量排气孔,不仅影响输水的安全性,而且严重影响工程投资。为了合理选择各种类型空气阀进排气孔径,本文首先提出了气体流量与流量系数、孔径、气压的函数关系,以及输水管液柱弥合水击压力与输水管直径、水击波速和空气阀流量改变量的函数关系;然后,建立了空气阀进排气孔径与输水管线充水和排水流速、负压控制要求及水击压力之间的函数关系,同时考虑了管材刚度和位置高程的影响。最后,分别以重力流输水管线和泵站加压输水管线为例,应用所得理论公式分别计算确定了复合式空气阀和防水锤型空气阀进排气孔孔径,结果表明按照本文公式确定的空气阀进排气孔径,不仅比按照常规经验确定的空气阀孔径小得多,而且可以有效削减输水管的液柱弥合水击压力。     

长距离输水管线中空气阀和单向调压搭联合作用的水锤防护研究

在长距离输水管线中,当事故停泵时,管路会产生负压,甚至出现汽化和液注分离,如果不采取合理的防护措施会导致管线的破坏。根据气液两相水锤计算模型,结合某长距离输水工程水力过渡过程数值模拟计算,利用空气阀和单向调压塔联合作用,并配合泵后阀门2阶段关闭的防护技术,有效地控制了管线的水锤压力。     

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。     

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。     

设置气压式调压室的输水系统中缓闭止回阀作用的研究

由于设计、施工安装和运行操作等方面的缺陷和失误,意外地发生管路系统水锤事故的例子已经屡见不鲜。文中对水泵扬水的压力输水系统中设置气压式调压室和缓闭止回阀,建立了试验模型和相应的数学模型;进行了理论分析研究、数值模拟和试验研究;通过试验,验证了数值模拟的数学模型和计算程序,指出了缓闭止回阀使用的范围,为复杂管路系统流体过渡过程分析及研究提供了合理的试验和计算分析方法,为电站和泵站的优化设计提供了可靠的理论依据,对提高压力水系统的运行安全及降低工程成本具有现实意义。