水锤消除装置

消除泵站压水管中水锤的方法之一,是使输水管中的水倒流过水泵。苏联研制的一种装置,是利用止回阀阀瓣上的小孔使一小部分水倒流来消除水锤,同时自动地截断输水管中的水流。与类似的水锤消除器相比,这种装置结构简单,工作可靠。其构造见图1。它由串联安装在压水管1上的水力闸阀2和止回阀3组成,闸阀上有水力传动活塞,而止回阀的阀瓣4上则有孔5。连接管6和7将闸阀2的水压缸与压水管相连,上设阀8、9和10。运行之前,将阀8和9打开,阀10关闭。水泵起动时,水从管6进入闸阀2的水压缸下     

基于UG-CFD联合仿真计算下的抽水泵站进水阀内流场特征分析研究

针对某抽水泵站进水阀内流场特性,基于流场理论与湍流模型,利用UG-CFD开展联合仿真建模计算,获得了阀门开度与关阀方式对进水阀内流场影响特性。本文研究了开度值对进水阀内流场影响特征,流速、压力特征参数与开度为反相关变化,低开度下流场较紊乱,水流能耗增大,进水阀受磨损较大,泵站应减少进水阀低开度运行时间。研究了不同关阀方式对阀内流场影响特性,直线关阀方式下阀内上、下游存在压差,阀芯内聚集有回旋涡流,上、下游段压差在关阀过程中呈逆转性变化;协同关阀过程中初期流场分布较稳定,后期上、下游段压差减小,最大流速相比直接关阀方式下降低了83.2%,阀腔内压力分布相比前者亦降低,协同关阀方式有助于延长泵站进水阀使用寿命。论文为探讨抽水泵站等水利工程中进水阀的运营设计提供一定参考。     

高扬程泵站工程水锤防护计算研究

本文以新疆某长距离、高扬程泵站扬水工程为例,通过PIPE2010水力/水锤和瞬态分析计算软件进行分析,使用液压缓闭止回阀、防水锤空气阀、水锤消除罐、水锤消除阀作用于一级、二级、三级扬水泵站的压力管道上,防止停泵水锤的发生,引起爆管的出现。通过分析计算,采取综合措施后,有效地降低了整个管道的水锤压力,达到了消除水锤负压,降低水锤正压的目的。     

水锤泵内部流道优化及性能研究

水锤泵是一种不用电和油的自动泵水机械,在缺电、无电的山区、农村具有广阔的应用前景。为解决传统设计过程中难以对流道进行评析、研发周期长以及产品性能低的难题,提出了水头损失系数、阀瓣升力系数、阀瓣受力偏心距和出口流速分布均匀度的水锤泵内部流道评价指标和相应的数学模型,建立了采用前扩式和后扩式流道的水锤泵数值模型,并进行了分析对比。前扩式和后扩式流道的水头损失系数分别为4.51和3.72,泄水阀的升力系数分别为4.11和2.23,泄水阀受力来流方向的偏心距分别为0.21 mm和2.02 mm,泄水阀出口的流速分布均匀度分别为47.8%和69.2%。经对比,后扩式流道的水头损失系数和泄水阀升力系数小,受力偏心距大,出口流速分布均匀度高,是一种较为合理的布置形式。选择后扩式流道制造生产了新型水锤泵,在不同作用水头和扬程下进行多工况性能测试,建立了扬水量评估公式,给出了所需的来水量。     

一种新型管道全能自动保护器获专利

一种集水锤消除器、逆止阀、存水排放井、闸阀四种功能于一体的新型管道全能自动保护器最近在内蒙古自治区宁城县水利局研制成功并获专利。 该保护器安装在水泵出口处,另一端与管道连接。当泵向管道正向输水时,管道阀自动打开,解压阀自动关闭;当因事故停泵时,管道阀自动关闭,使逆向水流不冲击水泵,解压阀自动打开,使逆向水流沿解压阀管道排向水源(井),使管道不受水锤冲击,从而达到保护水泵的目的。该保护器靠法兰连接,安装简便,可在北方喷灌、引水、管灌工程等领域广泛应用。     

水锤防护措施在某长距离供水系统中的应用

以新疆某长距离、高扬程扬水工程为例,通过Kpipe2010水锤分析计算软件进行分析研究,结合一级、三级扬水泵站的压力管道进行长距离停泵未设水锤防护设施分析,发现在泵站设计扬程相等的情况下,几何扬程越大,其整个管路水锤升压越大,止回阀处的压力波动也越大。通过分析管线的长度,还发现随着管线长度的增加,发生水柱中断的位置会越多。采取装设液压缓闭止回阀、防水锤空气阀、水锤消除罐、水锤消除阀后进行分析计算可知,当发生停泵水锤时,整个管道的水锤压力降低了,可有效防止水锤负压产生。     

水锤泵空气罐气体热力学过程的系统辨识

通过对一种自主原创的新型水锤泵的模型实验,研究了空气罐的热力学过程及液位特性对水锤泵性能的影响,提出了分析空气罐气体热力学过程的系统辨识方法,并通过对实测数据的系统辨识,得到了影响气体热力学过程的关键参数—多变指数k的变化规律。研究结果表明:空气罐气体热力学过程的多变指数介于等温过程(k=1.0)与绝热过程(k=1.4)之间,一般小于1.2,并且随着扬程的增加而减小。输水阀关闭过程中,空气罐内的水向泵体回流,使得扬水量减小,因此,改善输水阀的启闭特性,减小回流量,可提升水锤泵的性能。     

利用止回阀消除水锤

《给水排水》1985年第3期在简讯栏中刊登了一篇译文——“水锤消除装置”。这种装置是在水泵的压力管上安装水力闸阀和阀辦上有小孔的止回阀。既能消除压水管中的水锤, 又能自动地启闭闸阀。但文中对止回阀阀辦上所开孔的面积如何确定未予详细说明。该文作者关于这一问题的研究结果刊登在苏联《水利工程与土壤改良》杂志1982年第1期上。     

压力水流冲击气囊的计算机研究

压力水流冲击气囊会引起异常水锤，未充水排气就立即拓开水管末端的阀门就会出现这种情况。本文提出这种特殊问题的计算机算法、算例及对影响因素的分析。     

可控高扬程水锤泵模型试验

为解决现有实验室厂房高度不足,无法对水锤泵高扬程的性能进行模型试验的技术难题,提出了一种高扬程水锤泵模型试验的设计方法。根据水力学原理,通过在试验平台的扬水管线路上,并联增设可调节局部阻力元件的技术,实现了水锤泵扬程的控制和调节。利用该技术开发了可控高扬程水锤泵实验平台,并对研制的新型水锤泵进行模型试验,验证了该技术用于研究水锤泵高扬程性能的可调节性和稳定性。试验结果表明,新型水锤泵的效率最高可达70%;以日扬水量大于1 m3作为临界点,可将水扬送至42倍作用水头的高度,大于同尺寸水锤泵的32倍。     

长距离输水工程弥合水锤防护措施研究

为选择合适的弥合水锤防护措施,针对长距离重力有压力流输水的特点,建立了水力暂态条件下空气阀数学模型,并采用Bentley Haestad Hammer软件对某长距离输水工程进行了弥合水锤模拟计算。计算结果表明：不设空气阀、布设复合式进排气阀与布设防水锤空气阀3种工况下瞬态升压分别为157.0,200.6 mH2O及40.0 mH2O,对应升压比分别为3.75,5.62及1.93;不设空气阀与布设复合式进排气阀条件下均发生了弥合水锤,最大空腔体积分别为350 L和775 L,而布设防水锤空气阀可有效避免弥合水锤;3种工况条件下只有防水锤空气阀升压最低,最大水锤升压较不设空气阀条件下降74.5%,且整体波动最为缓和。通过对3种工况条件下空气阀进排气体积及压力变化情况进行比较分析,可知工况2与工况3空气阀组进排气量差值为2 198~5 558 L,最小压力相差-0.05 ~0.01 MPa,最大压力相差0.38 ~0.89 MPa;工况2空气阀在管线末端检修阀关阀过程中发生了剧烈的进排气体积变化,叠加了关阀水锤,而工况3空气阀在整个计算过程中进排气体积变化较为缓和,气体体积流量及水压峰值得到了有效控制,可以认为防水锤型空气阀是弥合水锤的有效防护措施。     

新疆某长距离扬水工程设计

简要介绍了扬水工程泵站和扬水管道设计,介绍了扬水管道水力保护设计。扬水管道水力保护方案为:泵出口设多功能水泵控制阀,泵出口汇总管设超压泄压阀,管道沿线设复合式空气阀和单向调压塔,在管线明显的凸起点处设防水锤复合式空气阀。已建成的3级泵站扬水运行正常。     

基于水锤影响的消防给水系统压力体系探讨

水锤对消防系统有很大影响,分别计算出流量区间上的系统工作压力、泄压阀压力以及水锤压力,分析它们之间的关系,可以得知,在流量区间上,水锤压力是一个定值,而系统工作压力和泄压阀压力会随着设计工作压力的变化而变化,因此水锤对系统的影响大小与楼层的高低有很大关系。由于系统正常运行时不会出现超压状态,泄压阀此时是不会打开的,消除水锤要用水锤消除器或防水锤专用止回阀等专用附件。     

大口径中途低洼型长距离输水管线水锤防护方案优选

大口径中途低洼型长距离输水管线具有口径大、中途低洼的地形、流量大、距离长、水流及时控制手段少,一旦放流后无法采取技术手段控制其流速流量等特点,在很多长输工程中普遍存在,其对于管道承压、调压设施的设计都很不利。为保证输水工程的安全运行,文章开展了对管线停运、事故关阀后的水锤特性和关阀规律的分析研究。以某输水工程为例,建立运行工况,通过多种关阀规律计算关阀水锤,确定末端相继关阀产生水锤压力波动相对较小。结果表明,通过建立运行工况分析输水管线,提出多种水锤防护方案进行优选,可有效保证供水安全。     

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。     

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。     

某发电厂循环水流道数值模拟

针对某电厂发电机组循环泵水力振动,采用雷诺时均N-S方程结合标准湍流模型,对循环泵进水流道水流流态进行FLUENT三维数值模拟,研究了流道整体流场、水力旋涡、喇叭口区域流速和泵筒体区压力分布。研究结果表明,循环泵进水流道流场紊乱,流速大,旋涡严重,斜坡处回流区旋涡直径达3 m,泵体区域旋涡直径达5 m;泵吸入口水力条件恶劣,喇叭口区旋涡直径达3 m,流速不均,最高达0.9 m/s;泵筒体四周压力不均,南北两侧压差达500 Pa。     

基于PIPE2008:Surge的超高扬程取水工程停泵水锤模拟分析

以某钢铁厂476 m扬程取水工程为例,基于PIPE2008:Surge水力/水锤和瞬态分析软件平台,将液力自动阀、注气微排阀、水击泄放阀在超高扬程输水中搭配使用,对其进行了水锤数值模拟。运行结果表明:通过液力自动阀、注气微排阀和水击泄放阀合理组合和调试,可有效降低水锤压力,使各项指标满足《泵站设计规范》(GB/T 50265—97)要求,达到消除水锤危害之目的。     

室内给水系统停泵水锤分析

本文对生活水泵压水管的布管方式、管路中存在的水柱分离现象进行了理论分析,并通过实例讨论,指出室内给水系统停泵水锤问题的关键所在;继而有针对性地提出了防止措施。诸如:合理布置管道、增大水泵旋转部分的惯性矩、降低管内水流流速、采用水锤消除设备等。     

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.