数字技术与应用
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大型输水管道工程水力过渡过程数值模拟及水锤防护
刘先念
（大连市供水有限公司
辽宁大连
116021)
【摘要]本文结合实例进行了水力过波过程的数值模拟及水锤防护策略的制定，保证了长距离输水管线的安全可养工作，为工程设计、维护人员提供水锤间题的分析和处理思路。
【关键词]大型输水管道工程
水力过浅过程
[中图分类号]TV135
供水管道系统幕系传输动力，阀控制管路流量，不规范地启停泵、阀或发生管路堵案（包括汽泡堵案）或费漏等事件，系统进入水力过渡过程。由于管道系统组构的复杂性，过大的管内水压得不到及时释放或者过低的管内水压形成的汽泡不能及时消解，极易发生正压水锤或负压水锤事故，正压水锤会使管道系统剧烈振动，降低管道寿命，严重时会使管道系统维痰，危及系统安全，负压水锈则会产生液柱分
160
140 to 100
普中 8
60
?
25000
20000
图1
220 180
(mhoo)）高度
166
120 eo ao
20000
20000
30000
38000 链号(m)
35000
30000
水锤防护
[文献标识码]A
[文章编号]1007-9416（2010）05-0166-02
离现象，导致管道被压扁或失稳。因此，如何采用合适的水锈计算方法数值模拟管道系统水力过滤过程，以制定相应的水锈防护策略，将水锈危害降到最低，对确保工程安全显得尤为必要和重要，
1管道系统水力过渡过程的数值模拟对管道系统水力过渡过程进行数值模
拟是水锤分析的需要，面数慎模拟结果则为水谨防护策略制定提供了基础依据。本文采用特征线法计算程序进行数值模拟，
管中心标6 空气汽(48) 增质4) 电乐培(2)
O
资空股气茂(2)
40000
桂号(m）
45000
s00c0
管线沿线水链防护设备布置图
警中心标高录压般力
1.5诺承压能力-10m玉力线
最人水头量小水头
40000
48000
50000
图2
方案一水锤计算结果
数字技术与应用万方数据
55000
55c00
60000
220 200 180 t80
(ot) Ha) 商费
140 120 100 80 0
20000
2500
BX 图3
（1）特征线方程
[C : H, = H, B(O, Q.) RQ C : H, =H, + B(Q, Q.)RQ.Q. 式中, B=a/(gA) R=f △ x/(2gdA") a 为水锈传播速度，g为重力加速度，A为某管道截面面积，f为率阻系数，△x为某管道分段长度；d为某管道截面直径，M，P， N为某管道的连续3个截面，Q，H代表某管道截面流量、压力水头的瞬态值。
(2）列出边界方程
管道系统边界点主要包括管道末端，系阀端及各种水诱防护设备端等，其边界方程的取得基于边界点水头平衡方程。
（3）求解管道系统某管道各点瞬态值特征线方程适合求解管道系统某管道
内点瞬态值，对于管道系统某管道边界点，需联合边界方程并通过韧始条件求解出其腾态值，实现快速腾变的管道系统水力过渡过程的数值模拟
2管道系统水锤防护策略的制定
工程实际中，主要采取改变管道系统特性，增设惯性飞轮、空气链、单向调压塔，旁通管水锤消除器等措施进行管道系统的水锤防护，本文不再费述，仅给出防护策略的制定思路。
1）防止水链事故的发生，防止水锤事故的发生要求管道系统系统结构合理以及管道系统运行工况良好，主要应从保持管道系统及其附属设备性能完好、管道系统
伊中心典量大表或实头-10m力线承事董力
1.5%承压能力
w
AcCD
(m）
49006
50006
方案二水锤计算结果
DOOSS
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