輸水管道系統(tǒng)水流沖擊截留氣團與含氣水錘研究.pdf

1、摘要輸水管道系統(tǒng)水流沖擊截留氣團與含氣水錘研究屬于氣液兩相流的一個分支，該問題涉及到瞬變流、空化、氣液兩相流和熱力學等多領(lǐng)域的理論，因而該問題十分復雜，有必要進行深入研究。本論文通過物理試驗與理論分析對輸水管道系統(tǒng)中的氣體特性、壓力水流沖擊截留氣團和包含氣體釋放和液柱分離現(xiàn)象的含氣水錘進行了深入研究。論文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點如下：l、管道系統(tǒng)中的氣體特性研究已有文獻表明，含氣輸水管道系統(tǒng)中氣體多方指數(shù)n的變化規(guī)律至今還缺乏系統(tǒng)研究。本

2、論文通過物理試驗與熱力學理論分析對不同瞬變過程中有壓輸水管道內(nèi)氣體的多方指數(shù)n的變化規(guī)律進行了研究。試驗與理論分析表明，在管道系統(tǒng)發(fā)生水力過渡過程時氣體多方指數(shù)n存在較為顯著的變化，并非單一常數(shù)，從而提出了相應的四過程：即壓縮子過程l、膨脹子過程2、膨脹子過程3和壓縮子過程4。在壓縮子過程4與膨脹子過程2中，氣體多方指數(shù)n取值為14～16；而在壓縮子過程1與膨脹子過程3中，氣體多方指數(shù)H取值近似為l_15。2、輸水管道系統(tǒng)中壓力水流沖擊

3、氣團研究在對輸水管道系統(tǒng)氣體特性研究的基礎上，通過試驗對壓力水流沖擊截留氣團進行了研究，著重研究不同的截留氣團含量、不同的閥門關(guān)閉速度等對水流沖擊管道截留氣團的影響。試驗研究表明，輸水管道系統(tǒng)水流沖擊氣團(囊)造成的沖擊壓力與氣團(囊)的含量有密切關(guān)系，截留氣團含量太多或太少所產(chǎn)生的沖擊壓力都不是最大，當截留氣團在一個大氣壓下的初始體積占管道總體積在1～2％左右，水流沖擊氣團壓力最大。本文對水流沖擊截留氣團進行了數(shù)值計算，并將數(shù)值計算與

4、試驗研究進行了比較，二者相當吻合。本文同時還對輸水管道壓力水流沖擊截留氣團近似解析解進行了深入研究。3、輸水管道系統(tǒng)中含氣水錘研究通過物理試驗，對有壓輸水管道系統(tǒng)中的氣體釋放與液柱分離進行了研究，觀察其流態(tài)、測試液柱分離發(fā)生的條件及斷流彌合水錘壓力，研究了含氣量、流速等參數(shù)對液柱分離的影響。在試驗研究的基礎上，建立了含氣水錘數(shù)，。學模型，進行數(shù)值計算，并與試驗結(jié)果進行了比較，結(jié)果表明，在管道初始流AbStraclResearchoncu

5、rrentrushtointerceptionairmassindeliverypipelinesystemandwaterhammerwithgasisabranchofconcurrentgas—liquidflowForitreferstomanyfields，suchasfluidmechanics，transientflowconcurrentgas—liquidflowandthermodynamics，theproblem

6、isverycomplicate，andtherearestillsomeissuestobedeeplystudiedactuallyCombiningphysicalexperimentsandtheoreticalanalysis，thisliteraturehasperformedthoroughresearchongaspropertiesofdeliverypipelinesystem，pressurecurrentrush

7、tointerceptionairmassinpressurepipeline，waterhammerwithgasthathappenswithgasreleasingandliquidcolumnseparating。Somenewideasandmaincontentshowedjnthearticleareasthefollows1“ResearchongaspropertiesinpipelinesystemAccording

8、todocumentreferences，byfarthereisnosystematicresearch011gasthermalinsulationcoefficientindeliverypipelineWimgasGasthermalinsulationcoefficientunderdifferenttransientflowinpressurepipelinesystemhasbeenstudiedthroughphysic

9、alexperimentsandtheoreticalanalysisonthermo鴦namics。The魏ysicalexperimentsandtheoriesonthermodr。namicsprovethatgasthermalinsulationcoefficientchangesapparentlywhenhydraulictransitionprocesshappensSofourappropriateprocesses

10、weregivensub—process1ofcompressing，sub—process2ofinflating，subprocess3ofinflating，sub—process4ofcompressingInthesub—process2ofinflatingandsubprocess4ofcompressing，gasthermalinsulationcoefficientwas1416；whereasitwas115int

11、heothertwoprocesses2“，ResearchonpressurecurrentrushtointerceptionairmassinpipelineBasedonthestudyofgaspropertiesinpipelinesystem，theresearchwhichWasperformedthroughphysicatexperimentsandmathematicalmodelingcalculation，cu