管道含气状态对水锤波速的影响研究

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1、StudyonInfluencesoverGasstatetoImpingementWaveVelocityADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：RenPengyuSupervisor：Prof.YangYusiChang’anUniversity,Xi’an,China摘要当前随着社会的快速发展，各地现有的水资源已远远不能满足需求的不断增长，因此跨区域长距离的输水工程在实际中的应用越来越广泛。如何有效的进行水锤防护，以使长距离输水管道安全平稳运行，是摆在我们面前的一个

2、重大课题。水锤波速是水锤的重要影响因素之一，也是水锤研究的一个重要方面。本文在已有研究成果的基础上，较为详细的分析论述了水锤波速的影响因素，特别是对于管道存气的不同状态对水锤波速的影响在理论上进行了深入探讨。在此基础上结合工程实例，进一步研究在输水管道存气状态不同的条件下，水锤波速的差异对水锤升压的影响。本文首先简述了我国水资源的总体形势，阐明了水锤研究工作的重大意义。介绍了水锤的基本概念和国内外对相关理论的研究历程。进而对水锤波速的理论、其主要的影响因素作了较为详细的论述。在此基础上，着重对管内含气这一因素对波速的影响，从理论上进行

3、了详细论述和深入分析，这也是本文的研究重点。管道掺气的不同形态对水锤波速的影响较难用定量的方法加以分析，本文尝试给出了几种用数学模型来进行推导的方法。本文分别以绥芬河市第三净水厂供水工程和新疆某产业园区三泵站扬水工程为实例，对长距离输水时重力流与压力流条件下的水力过渡分别进行了分析计算，具有较强的代表性。在相同工况条件下，分别考虑管内不同含气状态造成的水锤波速的差异，通过计算机模拟计算其对水锤升压的影响。综合考虑这两个工程实例的水力过渡计算结果，进一步研究重力流和压力流条件下管内含气状态的变化对水锤波速的改变，以及对断流弥合升压造成的

4、影响。在计算中，给定三种不同含气条件下的水锤波速，并在相同工况条件下进行分析对比，得出结论。本文对管内不同含气状态对水锤波速的影响，以及在长距离输水工程中进一步优化水锤防护措施进行了研究，具有有较高的参考价值。同时对于今后的研究，即进一步深入研究管内不同的含气状态对水锤波速的影响问题，提供了一定的研究基础。关键词：长距离输水；水锤波速；含气状态；特征线法；水锤防护；两相流iAbstractCurrentlywiththerapiddevelopmentofsociety,thelocalexistingwaterresourcesha

5、sfarcannotmeetthedemandofgrowing,sothecross-regionallongdistancewaterdistributionprojecthasbeenwidelyusedintheactualapplication.Howeffectivelyforwaterhammerprotection,sothatthesafetyoflong-distancewaterpipelinesrunningsmoothlyisamajorissueinfrontofus.Impingementwavevelo

6、cityisoneoftheimportantinfluencefactorsofwaterhammer,andisanimportantaspectofwaterhammerresearch.Inthispaper,onthebasisofexistingresearchresults,moredetailedanalysisdiscussestheinfluencingfactorsoftheimpingementwavevelocity,especiallyforthedifferentstatesofthegaspipelin

7、eandtheeffectontheimpingementwavevelocityintheoryhascarriedonthethoroughdiscussion.Onthisbasisofcombiningengineeringexamples,furtherstudyindifferentconditionsaqueductsavegasinthestate,theimpingementwavevelocitydifferencesonwaterhammerboost.Thispaperfirstdescribesthegene

8、ralsituationofChina'swaterresources,illustratesthesignificanceofwaterhammerresearchwork.Introducesthebasicconc