论文题目: 高扬程泵站压力管路安全防护的计算机数值模拟
论文类型: 硕士论文
论文专业: 水利水电工程
作者: 曹广学
导师: 吴建华
关键词: 水力过渡过程,特征线法,压力管路,安全防护,数值模拟
文献来源: 太原理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在供水工程中,由于压力管路中流速的突然变化,引起管路中水流压力急剧上升或降低的现象,称为水锤或水力过渡过程。泵站水锤对供水工程的正常运行影响很大,一般事故停泵所产生的水锤压力比正常压力高出1.5—4倍,当发生断流弥合水锤时产生的水锤压力更大,不少供水工程因事故水锤而遭受严重破坏,给人民的正常生产和生活带来了很大损失。因此长距离、高扬程供水工程水力过渡过程的计算,已经成为供水工程安全运行的重要课题之一,只有对供水工程水力过渡过程进行精确、合理的数值模拟,同时采取必要、可靠的水锤防护措施,才能确保供水工程的安全运行。 本文首先系统介绍了供水工程水力过渡过程计算的特征线法,然后对供水工程的稳态运行工况进行了研究,在此基础上对泵系统的过渡过程特性进行了研究,通过模拟水泵故障的边界条件,基于特征线法建立了不同水锤防护措施下水锤计算的数学模型,同时应用合理的数值计算方法,编写了计算机模拟程序,并结合实际具体工程进行研究。主要内容如下: 1.在总结前人研究成果的基础上,系统的阐述了水锤的基本理论及其特征线法,分析各种水锤防护措施(蝶阀、下开式水锤消除器、进排气阀等)的工作机理,建立其边界条件和求解的数学、水力学模型。 2.结合不同型号水泵并联运行和两阶段关闭的液控蝶阀
论文目录:
第一章 概述
1.1 泵站水力过渡过程研究概述
1.2 泵站水力过渡过程计算机数值模拟的目的和意义
1.3 国内外泵站水力过渡过程的研究概况
1.3.1 国外泵站水力过渡过程的研究概况
1.3.2 国内泵站水力过渡过程的研究概况
1.4 高扬程泵站压力管路安全防护措施的研究
1.5 本论文的主要内容
第二章 泵站的稳态运行特性
2.1 泵站稳态运行特性的计算原理
2.1.1 单泵稳态运行工作点的确定
2.1.2 水泵并联运行稳态特性的计算
2.2 泵站效率的计算
2.3 泵站负载情况的校核
2.4 泵站汽蚀性能的分析
第三章 泵站水力过渡过程计算原理
3.1 停泵水锤分析
3.2 水锤的计算原理
3.2.1 水锤基本方程
3.2.2 水锤特征线方程及其解法
3.2.3 单泵边界条件及其求解
第四章 复杂泵系统的边界条件
4.1 水泵端的边界条件
4.1.1 不同型号泵并联运行的边界条件
4.1.2 串联水泵的边界条件
4.2 压力管路的水锤防护措施
4.2.1 蝶阀防护
4.2.2 进排气阀防护
4.2.3 水锤消除器防护
4.2.4 超压泄压阀防护
4.3 管道水锤波波速的计算
4.3.1 单一管道水锤波波速的计算公式
4.3.2 复杂管道系统的水锤波波速计算
第五章 模拟计算软件的开发
5.1 系统功能分析
5.2 软件系统框架设计
5.3 系统开发工具选择
5.3.1 开发语言的选择
5.3.2 数据库的选择
第六章 停泵水锤计算机数值模拟的工程应用
6.1 宁夏固海扩灌灌区九泵站水力过渡过程的数值模拟
6.1.1 九泵站工程简介
6.1.2 泵站技术参数
6.1.3 模拟计算结果
6.2 禹门口黄河工业供水工程停泵水锤计算
6.2.1 山西省禹门口黄河供水工程简介
6.2.2 泵站技术参数
6.2.3 模拟计算结果
6.3 娘子关提水工程二级泵站水力过渡过程的计算
6.3.1 山西省娘子关工程简介
6.3.2 娘子关二级泵站的技术参数
6.3.3 模拟计算结果
第七章 模拟计算的结果及分析
7.1 宁夏九泵站水锤模拟计算结果及分析
7.2 禹门口供水工程水锤模拟计算结果及分析
7.2.1 液控蝶阀单独防护
7.2.2 蝶阀与进排气阀共同作用
7.2.3 研究结论
7.3 娘子关提水工程二级泵站水锤计算结论
7.4 模拟计算中误差的探讨
7.5 下一步研究的思考
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
发布时间: 2005-11-14
参考文献
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