单向调压塔防水锤特性的数值模拟与研究

本文针对三峡机场供水系统的特点，应用水锤基本理论和特征线方法，建立了带单向调压塔泵系统水力过渡过程数值模拟计算的数学模型，分析了各种不同运行组合情况下事故停泵水力过渡过程中单向调压塔的水锤防护特征，研究了水泵出口可控阀的关闭程序对管道系统压力和单向调压塔水位变化的影响，得出了对工程优化设计和运行有重要意义的结论。     

泵站出水管道水锤风险分析

本文结合新疆某水泵出水管道针对水泵出水管道水锤风险问题进行了分析。对比有无箱式双向调压塔出水管初始端水锤压力,管道测压水头进行了对比,表明了箱式双向调压塔的调压效果好。建立水锤风险计算的功能函数,水锤作为不确定性变量,运用蒙特卡洛法对无箱式双向调压塔和箱式双向调压塔安装安装于出水管的水锤风险进行定量分析。结果表明,安装调压塔,管道风险最大处风险值降低13倍。     

有局部高点的长距离高扬程输水系统水锤防护研究

针对长距离高扬程输水系统管道高差大,沿线地形起伏点多,事故停泵后容易导致水柱分离现象发生,产生具有破坏性的断流弥合水锤的现象,阐述了单向调压塔和空气阀的工作原理,推导了单向调压塔和空气阀边界条件的数学模型,并结合北方某工程实例,应用特征线法对采用空气阀、单向调压塔、单向调压塔与空气阀结合3种不同措施的防护效果进行数值模拟和比较分析,并且计算出管道出现汽化时气体体积变化。结果表明,空气阀容易在管道内形成气囊,导致气锤现象发生,单向调压塔水锤防护效果好,但作用范围有限,单向调压塔和空气阀相结合能有效消除水柱分离现象,抑制事故停泵后管道内剧烈的压力波动,是一种有效的水锤防护措施。     

中条山供水工程取水泵站水锤计算及其防护

中条山供水工程取水泵站在黄河岸边采用缆车取水，供水管线高程突拐点多，水泵工作扬程度幅大、工作方式复杂。在水泵正常运行时，如果突然断电，在供水管道中将形成大于水泵正常工作压力数倍的水锤压力，造成水泵和供管道破坏。为此，采用特征线法对取水泵站进行了水锤防护计算。计算结果表明：负水锤压力较大，影响水泵的安全稳定运行。根据工程的实际情况采取了小惯性飞轮加单向调压塔的水锤防护措施。经水泵现场调试证实：采取水锤防护措施后，管道中负水锤压力在《规范》允许的范围内。     

长距离多泵联合运行输水系统停泵水锤防护措施

运用水锤理论和特征线法,结合工程实例,对采用缓闭式蝶阀、空气阀和单向调压塔等防护措施的长距离多泵联合运行输水系统停泵水锤进行计算和分析,得到了管道沿程的水头包络线以及泵端性能参数相对值的变化曲线。计算结果表明,无防护措施下最小水锤水头较低,泵端性能参数变化较大;泵端蝶阀防护可以有效地控制泵端性能参数流量和转速变化幅度,但水头的变化出现了振荡,最小水锤水头值降低;采用空气阀+泵端蝶阀防护可以有效地增加最小水锤水头值,只在管道局部出现负压,但与泵端蝶阀防护相比性能参数变化有所增大;单向调压塔+泵端蝶阀对停泵水锤防护效果最为明显。为了减小单向调压塔数目,最终选择单向调压塔+空气阀+泵端蝶阀的组合作为最终的防护措施,与无防护措施相比,组合防护下整个管道不出现负压,泵端水头虽出现了振荡,但幅度不大,流量最大变化幅度下降0.15,转速最大变化幅度下降0.7,转矩振荡时间变短。     

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。     

大型泵站水锤防护措施选型研究

针对SJZ泵站流量大、扬程高、卧式泵组转动惯量小、输水管线长的特点,泵站突然失电,无防护情况下全管线负压严重。为满足水锤防护后任何工况最小压力均需大于+2 m要求,水锤防护难度很大。本文通过水泵出口不同止回阀—液控球阀、液控活塞阀、轴流式止回阀与管线中防护设置—单向调压塔、双向调压塔及空气罐等16种组合方案计算和比较,考虑水锤防护效果、防冻、占地面积及成本等多种因素,最终方案选用泵后轴流式止回阀、水锤消除罐和双向调压塔组合的水锤防护措施,有效的降低管道的水锤压力,各项指标均满足规范规定,达到了设计要求。     

大型轴流泵站停泵水锤的调压塔防护研究

本文结合湖南省官塘泵站的工程实践，对大型轴流泵站停泵水锤进行了计算分析研究．官塘泵站采用64ZLB—50型轴流系，二台机组并联后经压力水箱再汇流至一干管的输水方式．由于拍门在停泵的水力过程中迅速关闭，致使水锤压力骤然升高，压力水箱和出水管出现裂缝而影响了泵站的正常运行．为此提出了采用调压塔进行水锤防护的技术措施，研究表明，在大型轴流泵站中，调压塔是一种经济、安全、可靠的水锤防护措施．     

泵站压力管道设计特点

陕甘宁盐环定扬黄工程甘肃专用一期工程的干渠共设5级泵站。泵站压力管道受地形影响，起伏频繁，需采取有效防水锤措施来防止负压对管道和水泵的破坏。建设过程中对长压力管道的水力过渡过程进行了专题研究，通过建立水泵、输水道和水锤限制装置数学模型，计算分析全部及部分机组事故停泵水锤过程，采用多种保护措施，解决了管道的水力过渡过程分析难题，取消了管道中段设置的出水塔，减少了施工难度，节省了工程投资，提高了设计水平。     

单向调压塔水锤防护特性的研究

单向调压塔是一种用于防止管道系统中产生负压 ,导致水柱分离再弥合的水锤防护措施。结合九江第三水厂水源泵站长输水管道系统的实例 ,进行了水锤防护措施的分析 ,研究了单向调压塔水锤防护的特性。结合工程实际 ,提出了采用单向调压塔进行水锤防护的技术方案 ,组织了技术实施 ,进行了现场试验研究 ,取得了良好的水锤防护效果     

调压室阻抗对水击压力的影响

针对阻抗式调压室不能完全反射水电站压力钢管传来的水击波的实际特性．导出了阻抗式调压室的阻抗系数和该处水击波透射系数之间的关系;以水击计算的特征线法为基础,提出了考虑调压室对水击波不完全反射时的水击压强计算方法;实例对比说明,设置阻抗式调压室时,不仅阀门处的水击压力比用常规方法计算的值高,而且引水隧洞也承受着一定的水击压力。     

长距离有压输水工程泵站水锤的数值分析

综合考虑了长距离有压输水系统中的泵、泵后阀门、空气阀、调压井、异性串联管、下游水库等各种内、外边界条件,采用特征-差分方法,针对实际工程的泵站水锤问题,通过数值方法对事故停泵后重新启泵的时间间隔、输水系统管线糙率等要素进行了敏感性分析。结果表明,合理的启泵时间间隔有助于改善有压输水系统及其部件在水力过渡过程中的水动力特性,并缩减调压井尺寸及相应工程造价;管线糙率对水头损失和水锤波衰减存在影响,对全系统在水力过渡过程中的水动力特性影响较小。     

缅甸DAPEIN（I）水电站调压井设计

结合缅甸DAPEIN（I）水电站地形地质条件和工程实际情况,对调压井进行了布置、选型与设计计算。工程投运至今,调压井安全稳定,有效地解决了因电站负荷变化引起的水锤效应,确保电站安全稳定运行。     

引黄工程地下泵站水锤防护设计

引黄工程总干线一、二级泵站串联运行，设计布置D＝12．0m的进、出水调压井于一级泵站进、出口，二级泵站进口，在一、二级泵站之间的4^#有压隧洞上设置水工建筑物作为水锤防护主要措施，通过系统水力过渡过程计算分析，验证了建筑物设计的合理性。     

Analytical study on water hammer pressure in pressurized conduits with a throttled surge chamber for slow closure

This paper presents an analytical investigation of water hammer in a hydraulic pressurized pipe system with a throttled surge chamber located at the junction between a tunnel and a penstock,and a valve positioned at the downstream end of the penstock.Analytical formulas of maximum water hammer pressures at the downstream end of the tunnel and the valve were derived for a system subjected to linear and slow valve closure.The analytical results were then compared with numerical ones obtained using the method of characteristics.There is agreement between them.The formulas can be applied to estimating water hammer pressure at the valve and transmission of water hammer pressure through the surge chamber at the junction for a hydraulic pipe system with a surge chamber.     

控制水锤波速方法的分析

模拟水锤波速是有压引水系统水力过渡过程水工模型试验的技术关键之一。本文对控制模型试验中水锤波速的几种方法进行讨论分析,在此基础上提出在模型管道中放置高弹性细管以降低波速的方法,并指出应该进一步通过模型试验研究此种方法的机理和各相关因素对波速的影响,以提供一种更有效的降低模型管道中水锤波速的方法。     

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。     

THEORETICAL,NUMERICAL AND EXPERIMENTAL STUDY OF WATER HAMMER IN PIPE SYSTEM WITH COLUMN SURGE CHAMBER

1 .　INTRODUCTIONWaterhammerreferstoanon linear phe nomenonwherepressuresurgesoccurfollowingasuddenchangeinflowvelocityina pipesystem .Thechangeinflowvelocitymaybeinducedbyvalveoperation ,pumpstart uporshut down ,fluidinjectionordischarge ,thesuddencessationofen ergysupplierdevicescausedby powerfailureorpipemovementundercertainexternalactionsuchasimpactandearthquake ,etc .Theseinducenon linear pressuresurgesorwaves propagationthroughoutthepipesystematacousticspeed .Thesurgepressurecouldha…     

水电站引水-尾水管道系统水力过渡过程模型试验与计算

本文针对拉西瓦水电站引/尾水管道系统，修建了一个大比尺（1/50）且部分正态、部分变态的物理模型，并通过调频电机改变导叶启闭时间，观测了机组增甩负荷时压力管道内的水流流态、水头损失、调压室涌浪及涡壳进口处的水锤压力过程线。利用模型试验实测资料，率定出调压室阻抗孔局部阻力系数的计算公式，使数值计算得到的调压室涌浪、引，尾水管道水锤压力及其过程线与模型试验吻合良好。再用数值计算弥补物理模型不能回答尾水管进口最大真空度以及模拟非线性关闭的缺陷，提出了物理模型设计可放弃弹性相似准则的结论。使模型材料不受限制。计算在缺乏水轮机特性曲线的条件下，数值求解转动方程也可得到机组最大转速及其过程线。     

水室与溢流相结合的新型调压井水力学计算研究

目前对水室与溢流相结合的新型调压井研究较少,水室和溢流相结合的新型调压井通过溢流堰溢流和水室补水,能有效降低调压井高度,因此有必要对水室和溢流相结合的新型调压井进行研究。水室和溢流相结合的新型调压井结构复杂,调压井水力学计算是该新型调压井研究的重要课题。以腊寨水电站水室与溢流相结合的新型调压井为例,通过水电站引水系统建立数学模型,完整地考虑了系统各环节非线性因素的影响以及上游水库、分叉管路、调压井、水轮机等边界条件,利用特征线方法进行管道水击计算,托马公式进行调压井稳定断面计算。结果表明:机组负荷突然发生变化时,机组转速随之变化,调压井水位上下波动不断衰减,最终水位稳定。机组转速、蜗壳和尾水管压力满足规范要求,达到了经济、安全、可靠的目的,机组的调节最大偏差小、时间短、振荡次数少,动态品质指标较好。调压井最低涌波水位高于调压井底板高程,最高涌波水位低于调压井顶高程,满足调压井不掺气和不漫顶的要求,因此调压井体型设计合理,水电站运行安全。