长距离较平坦输水管道采用箱式双向调压塔等防护措施的研究

论文摘要

由于我国经济发展,人口增加和水污染等原因引起的水资源缺乏已严重阻碍了一些城市的发展。为解决这一问题,国家和地方相继投入了大量的人力、物力,进行了长距离引水工程的建设。如近几年来的南水北调、内蒙古引黄、引黄济青、引黄入晋等等。在长距离输水工程中,最常见而又最突出的问题就是长距离输水管线的水锤防护问题。1、简要的阐述了水力过渡过程中常用的特征线法,结合特征线法以及水锤防护设备的结构及性能特点,提出了在工程实际计算中设计人员对水锤防护设备性能了解的重要性,水力过渡分析过程中必须从设备性能的实际情况出发编制合理的边界条件,以几种排气阀为例分析了不同类型排气阀性能的不同,和采用的边界条件的不同。对长距离输水管线水力过渡分析提供了参考价值。2、对新式水锤防护设备——箱式双向调压塔的实验测试过程进行了阐述,对其实验数据进行性能曲线分析,论述箱式双向调压塔的水锤防护效果,并将其边界条件用到工程实例中,与其它水锤防护设备的计算结果作比较。3、以较平坦大流量长距离管线的水锤防护为研究方向,在前人的基础上对长距离输水管道的水力流态及演化进行了阐述。由此出发,对管道常用的各种水力设备及设施的结构性能进行了更深一步的分析,探讨了长距离输水工程中水锤防护对设备的要求,并结合珠海平岗输水管线、康平电厂输水管线工程实例为较平坦大流量长距离输水管线的水锤防护提出参考意见。这对长距离输水工程的水锤防护设备的选择具有很重要的工程实用意义。4、结合长距离较平坦输水管线断流水锤的特点,分析了有压输水管道气囊运动特点,结合康平电厂一级供水管线等工程实例提出了在较平坦长距离输水工程中断流弥合水锤的最佳防护措施。这些防护措施不仅在康平电厂一级管线输水工程方案分析中起到了积极的作用,而且为类似工程水锤防护提供了参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 水锤
• 1.1.1 水锤的定义和分类
• 1.1.2 水锤的危害
• 1.2 长距离输水管道水锤防护技术的现状和意义
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 研究的意义
• 1.3 本文的主要内容
• 第二章 水锤计算方法及边界条件分析
• 2.1 水锤特征线方程及其解法简述
• 2.1.1 水锤波的波速
• 2.1.2 水锤特征线方程及其解法简述
• 2.2 长距离输水管道边界条件分析
• 2.2.1 离心泵的边界条件
• 2.2.2 缓闭止回阀的边界条件
• 2.2.3 排气阀的边界条件
• 2.2.4 调压塔的边界条件
• 2.2.5 超压泄压阀的边界条件
• 2.2.6 末端水池的边界条件
• 第三章 箱式双向调压塔性能实验研究
• 3.1 箱式双向调压塔的实验目的及工作原理
• 3.1.1 实验目的
• 3.1.2 箱式双向调压塔的结构
• 3.1.3 箱式双向调压塔的工作原理
• 3.2 箱式双向调压塔性能实验
• 3.2.1 实验测试装置
• 3.2.2 实验测试过程
• 3.2.3 实验性能曲线总结
• 3.3 实验小结
• 第四章 平坦输水管道的水锤防护
• 4.1 平坦输水管道气水两相流态及转化
• 4.1.1 长距离平坦有压输水管道常见六种流态
• 4.1.2 六种流态的产生阶段及相互转化
• 4.2 有压输水管道气囊的危害
• 4.2.1 显性危害
• 4.2.2 隐性危害
• 4.3 有压输水管道气囊升压机理
• 4.3.1 气囊在管内运动工况
• 4.3.2 气囊通过管道中连通阀门，管道出口等工况
• 4.3.3 断流弥合的水柱撞击工况
• 4.4 各种工况下压力波动分析和最佳排气方式
• 4.4.1 管道初次充水
• 4.4.2 运行阶段
• 4.4.3 停泵或（关阀）
• 4.4.4 启泵（或开阀）
• 4.5 长距离输水管道水锤防护措施
• 4.5.1 缓闭止回阀
• 4.5.2 进排气阀
• 4.5.3 单向调压塔
• 4.5.4 双向调压塔
• 4.5.5 超压泄压阀
• 4.5.6 箱式双向调压塔
• 第五章 平坦有压输水管道断流弥合水锤的计算
• 5.1 蒸汽型空腔断流弥合水锤的计算
• 5.2 空气阀处空气型空腔断流弥合水锤的计算
• 5.2.1 安装注排气阀处空气型断流空腔的计算
• 5.2.2 安装单向进气阀处断流空腔的计算
• 第六章 大流量较平坦长距离输水工程实例
• 6.1 水力过渡过程计算程序的编制
• 6.1.1 计算机程序编制的意义及功能分析
• 6.1.2 计算机程序语言的选择
• 6.2 康平电厂一级管线水力分析
• 6.2.1 简述
• 6.2.2 输水管线主要技术资料
• 6.2.3 水力分析计算
• 6.2.4 工程小结
• 6.3 珠海平岗输水管线水力分析
• 6.3.1 简述
• 6.3.2 输水管线主要技术资料
• 6.3.3 水力分析计算
• 6.3.4 工程小结
• 总结和建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 致谢