基于瞬變流分析的輸水管道安全性實驗研究.pdf

1、伴隨著我國城市化進程的加快，越來越多的長距離輸水工程投入使用。這些工程雖然解決了城鎮(zhèn)水源單一以及水資源短缺的問題，但如何保證其供水安全一直是輸水工程中需要解決的難題。長距離輸水管道運行安全主要包括水力安全、結構安全與水質安全。當出現(xiàn)長距離輸水管線運行安全事故時，破壞了系統(tǒng)中的水流動的穩(wěn)定水力條件，這時系統(tǒng)中的水流就會從穩(wěn)態(tài)流向瞬態(tài)流轉變。在這一過程中，輸水系統(tǒng)內水流的壓力、流量、流速等各項參數(shù)都會隨著時間的延續(xù)而改變，這些變化往往非常劇

2、烈從而會超出在穩(wěn)態(tài)流下設計的安全范圍，很容易破壞輸水管的管材結構，使管壁屈服變形，甚至爆裂。因此基于瞬變流輸水管道實驗性的研究對于長距離輸水工程的設計和安全運行是非常重要的。
　　本文系統(tǒng)分析了長距離輸水管線內水流的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)水力特征，對相應的求解方法進行了推導。利用相似理論建立與實際工程對應的物理實驗平臺。通過Labview軟件自行開發(fā)虛擬儀器程序，解決了瞬變流態(tài)下管道內水流壓力、流量等數(shù)據(jù)快速采集的難題。利用實驗獲得的基礎參數(shù)

3、，通過AFT-impulse軟件建立數(shù)值計算模型。在瞬變流態(tài)下對比實驗結果與數(shù)值計算結果的不同，分析了產生誤差的原因。
　　在水力安全方面，針對西江引水工程實際情況建立AFT-impulse分析模型，在不同泵站停泵的工況下分析瞬變流導致的管道壓力與水泵轉速變化，得出發(fā)生停泵事故時泵站內設兩階段關閥更加安全的結論。在結構安全方面本文對管壁應力問題進行了初步探討。進行在內外力聯(lián)合作用下鋼管應力實驗，利用光纖光柵傳感器解決了鋼管瞬態(tài)應力