水锤及水锤压力波在水系中传播的分析与试验.pdf

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1、10FLUIDMACHINERYVo1．42，No．9，2014文章编号：1005—0329(2014)09—0010—03水锤及水锤压力波在水系中传播的分析与试验杨春敏，张景松(中国矿业大学，江苏徐州221116)摘要：详细介绍了脉动水锤装置的结构及其工作过程，对锤击时柱塞组件的运动以及冲击压力波产生和传播机理进行了分析，分析表明这种水锤装置能够产生的水锤压力包括水锤静压力和冲击压力，并通过试验验证了理论分析的正确性。关键词：水锤装置；水锤压力；冲击压力；水锤静压力中图分类号：TH137；TP028．8文献标

2、志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2014．09．003ApparatusInducingWater-hammerandtheAnalysisandExperimentoftheWater-hammerPressureWavePropagationintheWaterSystemYANGChun—min，ZHANGJing—song(ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract：Inthepres

3、entpaperapulsatingwater-hammerapparatusthatdrivesbylow—pressurewaterandtakesadvantageofthetremendousenergygeneratedbywater—hammerisintroduced．Thestructureandworkingprocesstothepulsatingwater—hammerapparatusiselaborated．Themovememoftheplungerassemblywhentheha

4、mmeringoccursandthegeneratingandpropagationmechanismoftheimpactingpressurewaveareanal~rzed．Theresultsshowthewater-hammerpressurethatinducedbythisappara-tusincludeswater-hammerstaticpressureandimpactpressure，andtheexperimentsverifythatthetheoreticalanalysisis

5、correct．Keywords：pulsatingwater—hammerapparatus；water—hammerpressure；impactpressure；water-hammerstaticpressure1前言装置以水为工作介质，以高压流体为动力源，其具体结构如图1所示。液体在输送过程中，由于流速的突然变化，管道中的瞬时压力可达到正常工作压力的数倍甚至数十倍。自从这种现象被发现，一百多年来，管道系统中的水力瞬变研究一直是一个富有理论价值和现实意义的课题J。近年来，开始有研究人员尝试将这种瞬时压力

6、应用于煤矿安全生产中-6]。本文介绍了一种能够产生这种瞬时压力的脉动水锤装置，对其结构及其工作过程进行了详细说明，对锤击时柱塞组件的运动以及冲击压主弹簧力波产生和传播机理进行理论分析和试验研究。主弹簧座出水接头2脉动水锤装置作为一种能产生压力冲击的设备，脉动水锤图1脉动水锤装置结构收稿日期：2014—02—20收稿日期：2014—06-03基金项目：“十一五”国家科技支撑计划项目子项目(HNKY—JT一(2oo8)lo)2014年第42卷第9期流体机械整个装置主要包括高压缸体、低压缸体、主弹用，将低压水的压力能

7、转变为弹性势能储存起来；簧座、主弹簧和可以上下移动的活塞组件。活塞柱塞和主弹簧一起组成冲击机构，以高速撞击高组件主要由柱塞、活塞和控制阀座组成并固连为压腔内的液体，形成压力冲击；触发顶杆、触发弹一体。柱塞和活塞分别将高压缸体、低压缸体和簧以及阀芯组成了控制机构，通过主阀芯的关闭主弹簧座隔开，形成高压腔H和低压腔B。控制和打开，在低压腔B内快速形成和卸掉压力，以阀座内部装有主阀芯、触发阀芯以及复位弹簧；主实现柱塞的往复运动，维持整个工作循环快速稳弹簧座上装有触发顶杆，触发顶杆上端放置触发定地进行。在装置工作时，可

8、以根据需要，通过改弹簧，触发顶杆、触发弹簧以及触发阀芯组成控制变水泵供水压力、流量以及调节触发顶杆的高度结构，通过控制主阀芯的启闭使柱塞往复运动。来改变压力冲击的大小和频率，实现人为控制、干脉动水锤装置产生压力冲击的工作原理和具预的目的。体过程如下：(1)蓄能。柱塞在高压缸体和低压缸体中形3锤击时的运动及冲击压力波分析成两腔：低压腔B和高压腔H，两腔之间设置密封结构，将二者分离开来。水