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转动惯量对长距离输水管道水力过渡过程影响研究

作　者: 马超
导　师: 杨玉思
学　校: 长安大学
专　业: 市政工程
关键词: 转动惯量水力过渡过程长距离
分类号: TV134
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着经济的迅速发展和人口不断增长,以及水资源分布不均加之气候变化,区域性缺水非常严重。以往小范围内的调水已难以满足一些地区的用水需求,迫切需要修建一些长距离的调水工程解决区域水资源分配不均匀的问题,从而实现水资源的优化配置。长距离有压输水管道中的水力过渡过程比较复杂,事故停泵时,如果没有合理的水锤防护措施,这类输水系统很可能发生破坏性很大的水锤事故。通过计算机模拟事故停泵时系统的水力过渡过程,准确预测水锤升压为选择经济有效的水锤防护措施提供依据。目前,水泵处水力过渡过程主要取决于水泵机组的惯性方程,水泵机组转动惯量是描述水力过渡过程中水泵运转工况的重要参数,但是目前机电产品的改进换代较快,在工程中如何选择合适转动惯量的水泵或者如何加装多大的飞轮,对长距离输水工程具有指导性意义。本文结合苏丹港长距离输水工程及平岗输水工程实例,用C++语言编写计算机程序进行停泵水锤计算分析。主要分析了加大水泵机组转动惯量或增装飞轮对停泵水锤计算结果的影响。通过本文分析研究表明,在高扬程的输水工程采用转动惯量大的水泵机组或增装惯性飞轮时,水泵出口处水锤升压、降压减小；水泵机组反转数降低；水泵处流量为负的时刻出现延后；水泵机组(最大)反转数出现的时刻,延后；输水工程中有水柱分离以及断流再弥合水锤出现的潜在危险时,采用转动惯量大的水泵机组或增装惯性飞轮,对水锤防护的效果尤其明显。对于平坦管道,无明显效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-14
  1.1 本文研究的背景与意义  9-11
    1.1.1 选题的背景  9-10
    1.1.2 本文研究的意义  10-11
  1.2 水力过渡过程现象综述  11
  1.3 国内外水泵机组转动惯量研究综述和发展动态  11-12
    1.3.1 现有的水泵转动惯量介绍  11-12
    1.3.2 国内目前对于水泵转动惯量研究概况  12
  1.4 本文研究的主要内容  12-14
第二章输水管道中水力过渡过程研究  14-18
  2.1 非定常流的基本性质  14-15
    2.1.1 泵及其系统的非定常流  14
    2.1.2 瞬变的起因  14-15
  2.2 水泵系统中的水力学知识  15-18
    2.2.1 泵体内的水力学  15-16
    2.2.2 管路中的简单水力学  16-18
第三章水锤计算方法及原理  18-24
  3.1 有压管道水水力过渡过程计算的方法  18
  3.2 水锤计算的数值解原理  18-24
    3.2.1 水锤计算的基本方程式  18-19
    3.2.2 水锤特征线方程及其解法  19-24
第四章水泵——水轮机机组的惯性研究  24-34
  4.1 水泵机组转动惯量  24
  4.2 水泵——水轮机机组的惯性方程式及其在计算中的应用  24-27
  4.3 停泵水锤防护措施——采用转动惯量大的水泵机组或增装惯性飞轮  27-34
    4.3.1 停泵水锤防护的意义  27-28
    4.3.2 采用转动惯量大的水泵机组和增装惯性飞轮的原理、作用和特点  28-32
    4.3.3 增装惯性飞轮的设计要点  32-34
第五章水力过渡过程的计算机模拟  34-41
  5.1 泵边界条件  34-37
    5.1.1 水头平衡方程  34-36
    5.1.2 转速改变方程式  36-37
  5.2 停泵水力过渡过程中泵处暂态参数的计算方法  37-39
  5.3 停泵水锤电算法流程  39-41
第六章转动惯量对长距离输水水力过渡过程影响的工程实例  41-62
  6.1 长距离输水工程的定义  41-42
  6.2 工程实例1  42-53
    6.2.1 工程概况  42-43
    6.2.2 停泵水力过渡过程计算分析  43-53
  6.3 工程实例2  53-62
    6.3.1 工程概况  53-54
    6.3.2 停泵水力过渡过程计算分析  54-62
结论与建议  62-64
  结论  62-63
  建议  63-64
参考文献  64-66
攻读硕士学位期间参与的课题  66-67
致谢  67

转动惯量对长距离输水管道水力过渡过程影响研究

内容摘要

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