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。     

水锤数值模拟与应用

本文综合处理复杂工程中的水锤问题,给出了数值模拟水锤现象的通用计算机软件,并对实例进行了计算。全部数值实验表明,计算结果是令人满意的。本文提供的方法、结果及程序软件,对水锤现象的研究及有关工程设计都有重要意义。     

塔城地区给水管网泵站改造降耗工程浅析

西部地区农业灌溉用水紧张,水资源有限,当地农民对节水灌溉需求迫切。以塔城地区农业用水为背景,通过对泵的排量以及运行特点进行分析得出,可以通过调节泵站的运行参数来降低泵站的能量耗损。为满足配水系统的要求,从泵的液压元件整改、修改电机转速和减少泵站的内部能量损失三方面进行讨论,对整改前后的泵站系统进行对比,采用改进后的适当模块泵组改变现有泵的解决方案,消除了水泵噪声,满足西部地区节能节水的需求,同时也符合环境友好型社会发展的规定。     

取水泵站停泵水锤电算技术研究

利用电算方法研究了广东某取水泵站在各种不利组合条件下 ,突然停泵时管道内水锤波的推移情况 ,即暂态过程。并根据暂态过程研究结果 ,提出了该取水泵站防止停泵水锤危害的优化设计方案及技术措施     

高扬程抽水泵站水锤防护措施

高扬程抽水泵站事故停泵时易发生水锤及速率升高问题，现阶段最有效的办法是采用液控缓闭蝶阀，在高扬程抽水站管网设计阶段，应对工程及该阀的特性有充分的了解，避免在工程调试阶段或运行阶段出现不应有的问题，保证供水管网及水泵的安全运行。     

高压供水泵站水锤算法探讨

水锤是高压输水管道中的水流速度、压力突然改变,其作用在管道和水泵部件上产生的犹如锤击的冲击力,会引起管道爆管或水泵出口止回阀被冲击破坏等事故发生。文章对高压供水泵站常用的几种水锤算法进行了简单叙述,采用实例演算方式分析了各算法优缺点,为高压供水泵站计算水锤提出了简单可行的算法。     

泵站进水池流场的数值模拟

以取水泵站安全、高效运行为目的,对泵站开敞式进水池进行三维流场数值模拟计算。采取分区域网格生成方法及Realizable k-ε湍流模型,分析进水池及吸水管内部流场,探讨影响进水池流场的各种因素,并进一步模拟分析了进水池内产生旋涡的可能性。     

大型供水泵站数值模拟及水力优化

某大型供水泵站采用90°侧向进水方式,设有24台水泵,采用进水管-过渡段-配水渠-前池-进水池-泵的布置方式.利用数值模拟方法对泵站进行水力优化.数值模拟结果显示,在进水管和配水渠之间的过渡段采用进水井形式,可以使下游获得较为稳定的水力条件,但存在一定的水力损失.配水渠和前池之间的配水孔长度适当增加,前池内设置导流墩和底坎,都有助于减弱甚至消除前池水流惯性作用产生的偏流现象.长度较大的进水池有助于前池水流均匀过渡到喇叭口,为水泵提供了良好的进口水力条件.数值模拟结论和物理模型试验结果相符.     

巴彦港提水灌区渠首泵站水锤计算分析

通过利用水泵站水力机械过渡过程仿真计算系统程序进行模拟水锤过渡过程,根据泵站不同的运行工况下模拟计算结果提出相应的水锤防护措施。     

长距离泵输水系统事故停泵水锤数值模拟研究

为了确定输水系统事故停泵水锤的合理防护措施,根据辛安泵站长距离高扬程的工程特点,建立水锤数学模型。通过模拟计算,确定了两阶段阀门的最优关闭规律,并将水泵出口设置两阶段关闭蝶阀、无关闭阀、蝶阀和空气阀联合防护3种不同条件下停泵水锤水力瞬态过程计算结果进行对比分析。结果表明：所建立的数学模型合理,蝶NN空气阀联合防护措施效果明显,为管道和泵站的设计提供依据。     

直接水击公式研究

对Joukow sky水击公式推导过程进行了分析,认为其推导过程中忽略了不该忽略的二阶微量。以动量定理为基础建立微分方程,考虑水体可压缩性和管壁弹性,得到不同于Joukow sky水击公式的直接水击公式,与相关研究文献进行比较后认为,所建公式比Joukow sky公式更合理。     

考虑迎风性的高精度水击数值模拟

水击问题会对水利枢纽的正常运行造成严重危害,模拟其过程至关重要。考虑TVD格式及水流的迎风性,应用于水击方程组中,模拟简单管道中的水击压力变化。并与Lax-Friedrichs(LF)、Mac Cormark(MC)、未考虑迎风性的TVD格式及解析解进行对比。结果表明:基于迎风性的TVD格式具有高分辨率、高精度、低耗散性等优点,相比于未考虑迎风性的TVD格式,其有更强的压制性,耗散性更弱。     

复杂泵压长距离输水水锤数值模拟软件的设计与实现

针对南水北调受水区配套工程泵压输水系统的水力过渡过程问题,采用Visual Basic语言,研究开发了复杂泵压长距离输水系统水锤数值模拟软件.阐述了软件设计中如何实现复杂管路系统建模,系统边界特性参数的输入,自适应节点的生成、数值计算,水锤计算结果分析和显示,以及数据自动存储等完整的水锤计算功能.     

红水河流域大型取水泵房的型式选择

红水河干流河槽狭窄、切割较深,河床及岸坡多为基岩出露,滩多水急,设计洪水位与设计枯水位差值悬殊.采用直流供水系统的火力发电厂需要从河流取大量循环冷却水,按发电机组容量和不同时期设计了潜没式圆形、竖井式圆形、露天式矩形三种型式的大型取水泵房.文章对这些取水泵房的设计进行总结和分析,为地表水取水泵房的设计提供帮助和启示.     

长距离重力流输水管路水锤压力数值模拟

长距离重力流输水管线距离长、支线多、落差大,当突然关闭末端水厂阀门管线时会产生破坏性较大的水锤压力,因此,分析水锤特性并采取合理的水锤防护措施,对于保证输水工程的可靠性和降低管路工程造价具有重要意义。以某输水工程为例,建立输水管路水锤压力数学模型,用于研究末端水厂关阀引起的管路压力和水锤压力变化规律。结果显示,管路末端水厂阀门在无水锤防护措施工况下同时关闭,水锤压力沿线逐渐上升,末端易产生水锤高压。依据数值模拟结果,采用空气阀、超压泄压阀等水锤防护措施,可减小管路末端关阀水锤压力,保障输水系统的安全运行。研究成果可为类似工程的水锤防护提供参考。     

Enhancing Knowledge in Water Distribution Networks via Data Assimilation

This paper deals with uncertainty estimation and knowledge enhancement in water distribution networks (WDNs). A new three steps data assimilation approach is introduced, which in combination with multi-objective optimization, allows selecting effective and affordable monitoring networks. An innovative cascade of Ensemble Kalman Filters is used to assimilate the information deriving from sensors measuring pressure heads, flow in pipes and demands, with the objective of increasing knowledge while preserving at the same time the structural relationships among state variables. Selection of the most appropriate and economically affordable measurement network, is then based on the derivation of a Pareto front using the NSGA-II algorithm in conjunction with the data assimilation approach. The front is obtained by compromising between the overall sensors cost and the uncertainty reduction (or knowledge enhancement), which is expressed as a function of the Total Variance of state variables. The operational use of the proposed data assimilation approach as well as the effectiveness of the chosen observation network is also demonstrated by showing the reduction of uncertainty deriving from successive assimilations of real-time observations.     

一维水击波的高精度数值模拟

用本质无振荡ENO、TVD格式以及MacCormark和Lax-Friedrichs格式对一维水击模型进行数值模拟。结果表明,Lax-Friedrichs和二阶MacCormark格式在间断处有较大的数值耗散,计算精度较低,后者还存在明显的虚假数值振荡;TVD格式在光滑区具有高阶精度,在间断附近能在2个计算网格步长的范围内被光滑化,数值耗散较小;ENO格式数值解在间断附近无虚假数值振荡,数值解耗散很小,对间断具有较强的分辨能力和捕捉能力,能够很好地模拟水击波的变化过程。另外,ENO格式对计算网格的要求较TVD格式低,数值计算性能稳定。     

水泵房设计常见错误剖析

以上海地区为例,介绍了泵房设计时易被忽视的问题.提出了当生活与消防加压系统共用一套管道时应设水锤防护措施,以及水泵连接管材的选择问题.