大型先进压水堆二回路给水泵启泵水锤特性分析

针对大型先进压水堆二回路给水泵启泵过程中的过渡过程,建立从给水除氧器至蒸汽发生器给水系统的完整模型及边界条件。采用商业软件AFT Impluse使用特征线法对3台并联给水泵在启动过程中发生故障切换工况下的水锤特性进行了计算分析。研究发现,在启泵切换瞬态过程中,由于给水泵出口止回阀的作用,存在压力和流速的突变和振荡衰减,瞬时峰值压力9.4 MPa,水锤力峰值为54 kN。启泵切换瞬态过程中发生水锤现象导致的压力升高以及水锤力的作用都在系统设计的承受范围内,不会对给水系统造成不可接受的影响。     

加药装置及其管路系统水锤现象案例分析

某高炉煤气喷淋塔加碱洗涤脱硫试验装置在使用过程中,出现了加药泵剧烈振动、碱液输送管路系统压力急剧升高、碱液流量大幅偏离设计工况的现象,经多次现场调试和多种方案改造后也未能解决上述问题。最终在排除管路堵塞并结合对现场系统调试数据的分析,确定该加药系统产生了水锤效应,按照消除水锤效应的思路来改造系统,成功地解决了上述问题。文中介绍该项目在实施过程中遇到的问题及解决方法,并对加药装置及其管路系统发生水锤效应的原因进行分析,以此为同类工程提供案例参考。     

无负压供水系统中水泵水锤的瞬态分析

针对某大型无负压泵站,应用一维流体软件FLOWMASTER对开泵、关泵和水泵变频过程进行暂停分析,结果表明:无负压设备在关泵、开泵、升频和降频过程中,均产生水锤现象,而且水锤迅速在整个供水管网内传递;无负压泵站前端管网的水锤压力变化较小,压力变化不超过0.01MPa,泵站下游管网的水锤压力变化较大,超过0.03MPa,水锤最大压力低于0.337MPa,低于管道的承压值。     

停泵水锤与水力计算简析

通过简析压力波的计算、快速打开或关闭阀门和停泵时造成水锤的简易计算以及管道总的水头损失(即水力计算),分析长输水系统水锤、水力的基本计算方法机理,为系统设计及水力设备的配置提供技术支撑。     

水锤效应对高、低位罐加油机的破坏差异分析

水锤现象普遍客观存在。它对低位罐加油机和高位罐加油机的影响及破坏力是不一样的,此差异主要的是由于这两种加油机泵的不同结构造成的。低位罐加油机的泵,其油气分离室可以充当压力冲击的"缓冲囊",破坏力有限。高位罐加油机的泵,其内部没有吸收冲击的缓冲地带,因此破坏力比前者大,并可能损坏元器件、破坏液压件的密封、造成泄漏等。把单向阀从高位罐加油机的泵进油口处取消后,其液压系统与储油罐连通一体,可以吸收压力冲击,排除了故障隐患。在液压系统中合理设置类似气囊的压力缓冲件,可以有效削减水锤效应的压力峰值,减少液压元件损坏和系统泄漏。     

液动控制活门关闭过程水锤分析与实验研究

在某型飞机飞行过程中,其燃油系统因液动控制活门关闭过程产生水锤效应,导致剧烈噪声并引发管路振动,严重影响飞行安全。通过分析系统工作原理并进行仿真计算后,提出调低射流传感器响应频率、降低活门匹配腔压力、缩小管路通径等方案解决了此问题。研究结果可以为液动控制活门系统水锤问题的解决及飞机燃油系统设计优化提供指导和借鉴。     

基于三维CFD方法的管路瞬变流特性研究

输流管道系统中的水锤现象是引起管道失效的主要原因,传统的分析方法常基于特征线法进行一维计算,而忽视了流体流动所带有的典型三维特征。因此,本文采用三维计算流体动力学(CFD)对关阀水锤现象进行分析。研究中,建立了直管路和分支管路试验模型,利用动网格技术实现阀门快速关闭,并通过UDF文件修改介质属性实现在瞬态模拟中实时考虑流体可压缩性。数值模拟结果与试验数据对比分析可知,三维CFD分析方法可以准确模拟关阀水锤的压力脉动衰减过程,并且2种不同管路中的压力脉动波动周期、波形与试验数据吻合程度较高,验证了三维CFD方法在管路瞬变流分析上的准确性。研究结果对与进一步改进一维瞬变流计算模型精度、水锤预防和管路设计有重要指导意义。     

泵系统过渡过程与调节控制研究综述

本文先简要回顾了水锤（水击）研究的发展历史概况．综述了国内外有关泵系统过渡过程的若干研究成果，包括水锤的研究、边界条件的求解、泵系统数值计算以及阀门控制的研究等，侧重介绍过渡过程中采用的解决方法，并指出过渡过程中尚待解决的问题。     

泵系统水锤最优阀调节研究

提出了泵系统水锤控制与防护的最优阀调节数学模型,结合实际工程进行了两阶段关闭蝶阀的最优关阀程序的计算分析与模型实验研究;讨论了阀调节的水锤防护特性,理论分析与实验结果吻合较好。     

长输浆体管路停泵水锤的研究

泵全特性曲线不仅是描述泵运行状况的参数,也是进行水力过渡过程泵系统优化设计的重要数据,在停泵水锤中扮演着重要的角色。在进行停泵水锤的计算时,必须先对泵全面性能取向进行一系列的数值化改造,得到相应的数据供计算机调用。通过对泵全特性曲线的分析和改造,利用就近取值法和通用公式法分别得到一系列离散数据作为停泵水锤的边界条件,然后进行长距离浆体输送管道的停泵水锤计算。分别比较了数值差异在无阀、普通阀、缓闭阀管道系统水力过渡过程的影响。得到了同类型不同比转速的泵全特性曲线的差异并不大,曲线数值化后具有相同特点,对停泵水锤的影响并不大,说明根据相似理论改造在理论上是可行的。     

氮气式水击泄压阀试验平台设计和试验研究

为实现对氮气式水击泄压阀的功能和关键性能进行充分研制试验,设计并搭建了一种能够满足工作压力高、流量大等试验条件的液流试验平台,并在试验过程中设计了包含设定压力、响应时间和设定压力误差试验在内的四项试验验证方法。根据所设计方法分别对型号为200YXY-100D的氮气式水击泄压阀主阀在氮气腔压力为1,2,3,4,5 MPa工况下试验平台进行验证试验。结果表明所设计液流试验平台和试验方法能够充分验证氮气式水击泄压阀和氮气供应系统结构强度、密封性能、动作可靠性和整阀系统的可靠性。     

先导式膜片电液开关阀水锤压力预测及实验

液压冲击是影响膜片电磁阀频繁启动和可靠运行的重要因素,根据先导式膜片电液开关阀产生的关阀水锤压力作用机理及经验公式,提出通过分析稳态管道流速和瞬态关阀时间来预测水锤压力特性的方法,在此基础上建立先导式膜片电液开关阀的稳态流场有限元模型和关阀过程数学模型,探讨关键结构参数对水锤压力的影响规律,并确定样机设计参数。实验结果和仿真结果基本一致,表明该方法可以准确预测水锤压力,样机在0.1~0.5 MPa范围内水锤压力近似成比例线性增加,且在0.5 MPa压力下瞬间关阀产生的水锤压力小于0.1 MPa,满足膜片电液开关阀对关阀水锤压力标准的要求,可用于远距离的流体输送系统。     

燃油加油机工作过程中的水击效应研究

利用压力传感器和高速数字信号采集系统,对燃油加油机工作过程中产生的水击现象进行了研究.研究结果表明:油枪结构对水击现象和由此产生的压力峰值,具有显著的影响作用;缩小油枪喷咀及主阀弹簧刚度可达到降低水击压力峰值的效果.     

减振装置过油孔对阻尼阀水击的影响研究

针对车辆在各种路况行驶时阻尼阀频繁受到交变冲击力作用容易失效的特点,提出了研究阻尼阀水击压强的重要性。建立了环形节流阀片的单向阀物理模型,并分析水击波在阀门附近的传递规律。运用特征线法求解水击传递的偏微分方程组,考虑油路中的局部和沿程压力损失,将水击理论合理转化并应用到小型液压件中,创建了串联过油孔的阻尼阀水击数学模型。通过编程分析得出,随着过油孔结构参数的增大,阀门所受最大水击压强幅值及水击波振荡周期能够得到有效抑制,从而提高阀片抗冲击的可靠性,为阻尼阀设计提供了参考。     

超(超)临界疏水阀开启过程管道水锤抑制研究

针对超(超)临界疏水阀开启过程中管道水锤振动问题,采用特征线法对阀控管道水锤瞬变模型进行了数值计算,运用Matlab求解得到了疏水阀在不同流量特性、不同节流效应下开启时管道中流量和水锤压头的时域曲线。研究表明:选用等百分比流量特性的疏水阀,可以减缓阀开启时阀后管道的水锤现象,同时节流效应对疏水阀开启时阀后管道水锤的影响显著,节流越明显,管道中水锤压头幅值越小,水锤波动趋势也越缓和。研究结果为抑制管路水锤与冲击设计提供理论参考。     

超(超)临界疏水阀开阀水锤及管道振动

针对超(超)临界疏水阀开阀水锤及阀后管道振动问题,运用充液管道振动分析的流固耦合理论及特征线法,建立开阀水锤及管道振动的数学模型,求解得到疏水阀在不同流量特性及不同套筒层数下阀开启时水锤压力、流体流速、管道轴向内力和管道振速的时域曲线。研究结果表明:水锤压力取决于流体的流速与压力相互作用,管道内力受水锤压力影响较大,局部受管道振速影响;额定流量恒定时,线性流量特性下水锤峰值压力明显小于快开特性,流速大于等百分比特性,超(超)临界疏水阀宜选用线性流量特性;随着套筒层数增加,水锤压力峰值和管道轴向内力峰值减小,但开阀初始阶段流速波动和管道振动增加。     

减压阀（站）在消除长输管道不满流中的应用

大落差线路存在剩余能量是产生不满流的根本原因，它可能引发水击、振动，气蚀，产生气液混合物以及增大多种液体顺序输送时的混输量等一系列问题，设置减压阀（站）可有效地消除大落差线路的不满流，是一种合理的处置技术。     

重力有压输水系统主线调节阀关闭水锤计算

在对关阀水锤的机理进行研究的基础上,应用MATLAB高级计算语言平台,对重力有压流管道部分阀门瞬时关闭情况下不同的水锤工况进行了瞬变流计算。     

梭式止回阀水锤防护特性的数值分析

根据梭式止回阀的结构特点和工作原理,推导出梭式止回阀的边界条件,建立了完整的用于分析水力过渡过程的梭式止回阀水锤数学模型,通过编程计算分析了2种水力过渡过程。算例结果表明:(1)为了达到较好的水锤防护特性,阀门关闭时间应在2~3s之间为宜;(2)完全关阀后逆流量为零,可以防止泵飞逸反转;(3)在关闭的过程中,泵出口处的水锤压头随着阀门的关闭而不断地降低,具有较好的水锤防护特性。