高层建筑双立管排水系统气压波动的试验研究

研究高层建筑双立管排水系统在不同排水负荷下的气压波动情况,考察H管连接方式、专用通气管管径、排出横管设置和长排水等因素对系统运行的影响.结果表明,双立管排水系统中设置公称外径dn75专用通气立管,隔层采用dn75的H管与排水立管连接,底部采用2个45°弯头连接dn110的排出横管,排水负荷为7.8 L/s时,排水立管内最大的负压波动约为-38 mmH2O,底部正压约12 mmH2O;H管连接方式改为每层连接或设置dn110的专用通气立管均会减小排水立管内的气压波动.排出横管在较短距离内打2个90°弯排出和系统中存在长排水时,排水立管内的负压波动几乎不受影响,但底部正压明显增大.     

不伸顶通气自循环排水系统的试验研究

对不伸顶通气的自循环排水系统进行了试验性研究,试验楼高33.6 m,共12层.结果表明,设置公称外径dn75的PVC-U通气立管,其底部与排水立管连接或直接与外界连通时,仅12、11层2个坐便器排水就可使立管内的最大负压波动达到-65 mmH2O.当通气管公称外径为dn110时,采用H管每层与排水立管连接,在底部排出横管上距离排水立管底部3 m处设置1个(φ)315 mm的塑料检查井,并将通气立管下部与检查井连接;或不设置检查井,直接在该处采用三通将通气立管与排出横管连接,以±40 mmH2O作为排水系统的破坏标准时,其通水能力约为11 L/s,并且H管每层连接的方式比隔层连接明显有利于排水系统的运行.     

定流量与瞬间流排水对不同卫生器具水封损失影响的试验研究

在33层dn160PVC-U的透明伸顶通气单立管排水系统中,采用定流量和瞬间流两种不同的排水方式对不同卫生器具进行抗压力波动试验。比较了不同卫生器具的水封损失并分析其水封构造与水封损失的关系。同时对两种排水方式造成的器具水封损失进行比较,分析总结出由于排水持续时间的不同,导致相同负压下,定流量排水对水封造成的损失比瞬间流的大,从而确定了定流量排水方式对立管通水能力的要求更为严格。     

生活排水系统立管通水能力的机理研究(下)

<正>4新公式的分析4.1新公式能解释本文第1节中的全部试验现象新构建的公式,能够解释本文第1节中列出的全部试验现象或规律。式(9)和式(10)中,立管的最大通水能力和下列因素相关:(1)立管的通水能力受立管的管径dj影响。立管的管径增大,通水能力增加,大管径比小管径的通水能力大。这和本文1.1节的试验结果吻合。(2)单立管的通水能力受水舌阻力系数Ki影     

高层住宅排水单立管设计参数的应用分析

根据《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2003,2009年版)规定的生活排水立管的最大设计排水力,对采用加强型特殊单立管系统的住宅进行排水能力典型计算,得出dn110加强型特殊单立管完全能够满足配备卫生设施最为齐全的32层以下住宅要求。     

高层建筑单立管与双立管系统的通水能力对比

介绍了普通PVC-U双立管排水系统,采用定流量排水方式,在不同系统高度的通水能力。通过与单立管系统在不同系统高度的通水能力进行对比,研究双立管系统与单立管系统在水力特性方面的区别。     

定常流条件下不同形式排水立管压力波动机理探讨

研究了三种排水立管系统定常流条件下的压力分布规律。对比了三种系统压力随立管高度的变化规律。单立管系统压力分布呈S型,设有专用通气立管的系统基本不受负压影响,特殊单立管正负压交替出现。立管内的空气流速变化决定立管内压力波动,减小空气流速和减小底部水跃深度是减小系统不利压力的理论途径。     

伸顶通气排水系统脉冲压力平均值探讨

以7层PVC-U伸顶通气单立管排水试验装置为研究对象,对立管中压力、最易发生水封破坏的第6层横支管压力及水封损失三者之间的关系用脉动平均值进行比较分析,得出其横支管的压力衰减关系.分析在一次和多次连续放水的情况下,水封损失的变化.试验结果表明:只放水一次,在流量为6.16 L/s时,其水封损失为30 mm,达到水封破坏的临界值;多次连续放水,在流量为5.59 L/s时,其水封损失为27 mm,接近水封破坏的临界值.     

普通铸铁双立管通水能力试验研究

介绍了常流量法测试普通铸铁双立管排水系统的测试结果,研究普通铸铁双立管排水系统的通水能力和气压波动情况,利用排水系统水膜流理论分析通气立管与排水立管连接数量的不同对系统压力波动的影响,得到普通铸铁双立管通水能力的相关结论。     

芯型连接式单立管排水系统

一、芯型连接式的特点芯型连接式的单立管排水系统,是由图1～3所示的那种排水通气良好的接头(KJ8)与角笛形底部接头(KJH)组合而成。此种单立管排水系统,在同样排水负荷下,管内形成的空气压等于或小于一般双管排水系统的数值。KJ8接头的特点:1.一个KJ8接头有2～4个接口,为避免接在水平支管上各卫生器具同时排水时产生的水栓作用,各卫生器具的排水管可以单独与立管连接。     

突扩跌坎掺气设施深化研究

高速水流下的空化空蚀和高水头下的闸门止水问题是高水头泄水建筑物运行所遇到的2大问题。为深入研究突扩跌坎掺气设施,进一步了解其水力特性和空化特性,以某水利枢纽孔板泄洪洞中闸室通气系统和突扩跌坎掺气设施为具体研究对象,通过建立比尺 1∶20 的局部水工模型,分析研究了通气孔风速、流态、压力、掺气浓度等水力特征参数,并将试验结果与原型观测结果进行了对比。结果表明:该工程布置的掺气效果良好,试验所得通气管内风速随闸门开度变化的趋势、水流掺气浓度、压力及其脉动在数值上与原型观测结果均一致,说明工程原型观测与模型试验对比验证是成功的。理论研究和实际运用均表明,结合闸门止水和掺气减蚀要求的突扩跌坎布置,是符合实际需求且安全可行的,同时也是解决高水头条件下闸门止水和掺气减蚀的有效措施,具有广泛的推广应用价值。     

A sewer ventilation model applying conservation of momentum

The work presented herein was completed in an effort to characterize the forces influencing ventilation in gravity sewers and to develop a mathematical model, based on conservation of momentum, capable of accounting for friction at the headspace/pipe interface, drag at the air/water interface, and buoyancy caused by air density differences between a sewer headspace and ambient. Experiments were completed on two full scale sewer reaches in Australia. A carbon monoxide-based tracer technique was used to measure the ventilation rate within the sewer headspaces. Additionally, measurements of pressure, relative humidity, and temperature were measured in the ambient air and sewer headspace. The first location was a five kilometre long sewer outfall beginning at a wastewater treatment plant and terminating at the ocean. The second location was a large gravity sewer reach fitted with ventilation fans. At the first location the headspace was entirely sealed except for openings that were controlled during the experiments. In this situation forces acting on the headspace air manifested mostly as a pressure distribution within the reach, effectively eliminating friction at the pipe wall. At the second location, air was forced to move near the same velocity as the wastewater, effectively eliminating drag at the air/water interface. These experiments allowed individual terms of the momentum equation to be evaluated. Experimental results were compared to the proposed mathematical model. Conclusions regarding model accuracy are provided along with model application guidance and assumptions.     

Air flow inside a vertical pipe induced by a free-falling water jet

The air flow induced by a water jet freely falling inside a vertical pipe with its top and bottom both open to the atmosphere was investigated experimentally and numerically. In the experiments, the radial air velocity distribution and the air pressure variation along the vertical pipe were measured. The air drag of the falling water jet was related to the jet surface disturbance and analyzed by introducing the equivalent friction factor. A predictive model was developed for the air flow inside a 3-m-high pipe based on the momentum equation and its results compared well with the experimental measurements. Numerical simulations were also conducted by approximating the free-falling water jet as a continuous moving solid with diameter and velocity varying in the direction of motion. The effects of pipe size on the air velocity profile and the induced air flow rate were examined. The simulation results showed that the streamwise air velocity profiles inside pipes of different sizes approached the same after a certain traveling distance. The maximum induced air flow rate was found at the pipe diameter of about 20 times of initial water jet diameter.     

水平旋转内消能泄洪洞空腔环流内气体压强的变化规律

空腔环流内的气体压强与许多水动力学特性直接有关，是重要的水动力学的边界条件之一。在吸吮流流态下，当起旋器出口的水流傅汝德数较大时，空腔环流内负压的大小，主要与通气孔直径有关，但沿程的变化可视为常数；水平旋流洞起始断面的相对真空度与相对通气孔直径的关系为指数关系；下游水位对空腔内气体压强有明显的影响，在某一下游水位时空腔内的气体压强有最小值。根据气体压强、离心力压强和壁面压强之间的关系可知，离心力压强是造成壁面压强和壁面切应力沿程变化的主要因素；空腔环流内负压大小不同时，水平洞内水流能动量的转变规律是不同的。     

直角Z形组合双弯管流动特性的研究

多片焊接弯管是火、核电厂循环供水管路系统中应用最多的形变件，最常见的安装形式是两个弯管的0°组合。当弯管间距较小时，会出现上、下游弯管管内流动的相互影响。本研究采用二维激光多普勒测速仪和五孔探针测得4片90°弯管Z形组合在不同弯管间距下水流特征断面上的三维流场、压力分布以及紊动特性的沿程变化等。并以此探求双弯管局部阻力相邻影响的机理。限于篇幅，本文仅对测得的水平直径轴向流速分布以及特征断面上二次流形态进行了分析，指出双弯管间相邻影响系数的变化规律受弯管二次流动、涡流区、弯管进出口流速核大小以及上、下游弯管间流速分布调整程度等4个方面的制约；弯管间过渡直管段的长短是改变局部阻力相邻影响的关键因素。     

双吸离心泵泵站压力脉动与振动特性现场试验研究

双吸离心泵运行时,动静干涉会引起特定压力脉动,其频率为叶轮转频与叶片数相乘,即叶频。前期研究表明叶频压力脉动主要产生于压水室的隔舌区域,是引起水泵机组和泵房振动的重要激振源。为了揭示双吸离心泵系统压力脉动和振动特性的关系,开展了泵站压力脉动和振动特性的现场试验。通过在泵基础、出水管和泵房楼板位置布置振动传感器,同步测量了泵出口阀门不同开度下和泵启动开阀过程中的振动信号,借助时频分析方法开展了泵房振动信号的溯源分析。分析结果表明:在稳态工况中,水泵压力脉动和振动的相干性主要表现在转频、叶频及其倍频,且叶频压力脉动具有向上游衰减快,向下游衰减慢的特点;在启动工况中,水泵压水室压力脉动与基座(特别是垂直方向),甚至泵房出水侧楼板振动在叶频和转频处表现出相干性。根据现场测试结果认为,干室型双吸离心泵泵房在设计时,需要重点关注水泵叶频压力脉动作用下出水侧楼板等泵房结构的动力学响应问题。     

通气对水平旋流内消能泄洪洞水力特性的影响

 通过模型试验,研究了水平旋流条件下通气对水力特性的影响,结果表明,通气对流态、泄流量、壁面压强和空腔内的气体压强均有较显著的影响。通气时,环流空腔的直径增大,流动稳定;随通气孔直径的增大,泄流量和通风量均先增大然后减小,具有最大值,且环流空腔内的负压值迅速减小并趋于零;不通气或通气孔的直径较小时,负压值较大,壁面压强也较大,这与通常的认识不同;随下游水位的升高,在下游洞口临近淹没时,通气量达到最大。     

防射水式门楣对潜孔事故闸门闭门特性影响研究

为降低大型水电站泄洪中孔（或底孔）事故闸门闭门过程中的门体振动,减小门槽及门槽附近区域的脉动压力强度,改善中孔流道流态,以乌东德水电站5号泄洪中孔作为研究对象,建立1〖DK(〗∶〖DK)〗25水工试验模型,研究了事故闸门动水关闭过程中中孔内水流流态、沿程压力及闸门压力等特性,分析了设置通气管、设置防射水式门楣以及常规门楣加高3种方案对闸门闭门动力特性的影响。结果表明：增设防射水式门楣结构可以有效阻断高速水流冲击门体,降低闸门振动,改善中孔流道及闸门受力条件,确保闸门安全、可靠完成动水闭门。相关经验可供类似工程借鉴。     

连接管对调压室涌波水位和水锤压力的影响

在传统大波动过渡过程计算中,调压室底部连接管的影响往往是作为阻抗孔来考虑,在连接管较长的情况下,采用阻抗孔处理时而忽略了连接管的水体弹性,因而容易造成较大误差。通过建立考虑了连接管及不考虑连接管时的调压室节点数学模型,采用Gardel公式来处理调压室的阻抗系数,将调压室的阻抗系数变为负荷实际情况的动态阻抗系数,并结合具体工程实例来分析连接管的长度及管径的变化对调压室涌浪、蜗壳进口压力以及机组转速所产生的影响。研究结果表明,对于连接管较长的情况,应考虑到连接管的作用,为了能充分反射水锤,连接管的面积不宜过小。