非恒定摩阻及閥門關(guān)閉規(guī)律對水錘波的影響.pdf

1、水錘現(xiàn)象是有壓管道運行中經(jīng)常遇到的問題之一，其瞬間產(chǎn)生的壓力波對管道安全運行產(chǎn)生的影響較大，甚至造成管道系統(tǒng)破裂損壞。因此，研究水錘發(fā)生過程中的壓力傳播變形規(guī)律，進(jìn)而釆取相應(yīng)的防治措施保障有壓管道系統(tǒng)的安全運行是該領(lǐng)域研究的主要問題之一。近年來，隨著傳感器等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，及發(fā)動機(jī)在液體火箭的廣泛應(yīng)用，人們開始嘗試對有壓管道水錘過程進(jìn)行精確控制，提高發(fā)動機(jī)的運行可靠性。由于水錘發(fā)生及傳播過程復(fù)雜，受多種因素的影響。因此，研究水錘現(xiàn)象中各

2、因素的影響，是實現(xiàn)對水錘精確控制的關(guān)鍵。基于此，本文重點從非恒定摩阻和閥門關(guān)閉規(guī)律兩方面展開研究。
　　本文基于運動方程和連續(xù)性方程，介紹了傳統(tǒng)水錘計算模型。從提高計算精度的角度，討論了不同處理摩阻積分項的方法；介紹了不同復(fù)雜邊界條件對應(yīng)的特征線方程；對傳統(tǒng)水錘計算模型進(jìn)行了驗證，結(jié)果表明傳統(tǒng)水錘計算模型能很好的計算出水錘波動過程的最大壓力值及最小壓力值等參數(shù)。
　　對于精準(zhǔn)的水錘壓力瞬變流動過程的研究，本文引入更精確的非恒

3、定摩阻模型。非恒定摩阻模型釆用兩種方法求解，一種是引入Brunone附加摩阻模型與傳統(tǒng)特征線法相結(jié)合，建立相應(yīng)模型的特征線方程，另一種為使用邊界層理論和拉普拉斯變換法得到波動過程的解析解。對兩種模型進(jìn)行了驗證，并定量分析了兩種模型的模擬結(jié)果與實測壓力值的吻合程度，結(jié)果表明非恒定摩阻不僅能預(yù)測水錘發(fā)生瞬間系統(tǒng)內(nèi)部壓力波動的峰值，更能準(zhǔn)確的反應(yīng)出水錘發(fā)生后水錘波衰減的過程和發(fā)生相位偏移現(xiàn)象；通過分析變換非恒定摩阻系k值得到的模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)非