长输水管道充水的气液两相流数值模拟

《长输水管道充水的气液两相流数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、水利水电技术第47卷2016年第9期长输水管道充水的气液两相流数值模拟郭永鑫，杨开林，郭新蕾，付辉，王涛(中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点试验室，北京100038)摘要:基于缓慢充水过程中管道内气液两相流的流态及其特性，在一系列合理假定的基础上，推导建立了描述充水过程的气液两相流控制方程，给出模型的求解方法和计算流程。采用南水北调工程北京西四环暗涵充水试验数据对模型进行验证，结果表明，数值模型可用于模拟“V”形复杂管道系统缓慢充水过程中管内水流和通气孔气流的两相变化过程。研究成果对长距离输水工程中通气孔、排气阀等调压设施的设计、选型，及后期管道的安全运行、维护管理等具有重要

2、意义。关键词:输水管道;气液两相流;数值模型;充水doi:10.13928/j.cnki.wrahe.2016.09.012中图分类号:TV134文献标识码:B文章编号:1000-0860(2016)09-0061-05Numericalsimulationonair-liquidtwo-phaseflowforwaterfillingoflongdistancewaterconveyancepipelineGUOYongxin，YANGKailin，GUOXinlei，FUHui，WANGTao(StateKeyLaboratoryofSimulationandＲegulationofWa

3、terCycleinＲiverBasin，ChinaInstituteofWaterＲesourcesandHydropowerＲesearch，Beijing100038，China)Abstract:Basedontheflowpatternoftheair-liquidtwo-phaseflowinpipelineduringaslowwaterfillingprocessanditscharac-teristics，agoverningequationfordescribingtheair-liquidtwo-phaseflowduringwaterfillingiseducedan

4、destablishedonthebasisofaseriesofreasonableassumptions，andthenthesolvingmethodandcalculationofthemodelaregivenout.ThemodelisverifiedwiththedatafromthewaterfillingtestmadefortheburiedculvertundertheWestNo.4ＲingＲoadinBeijingoftheSouth-to-NorthWaterTransferProject.Theresultshowsthatthisnumericalmodelc

5、anbeadoptedtosimulatethetwo-phaseflowchangingprocessofthewaterflowandthevent-airflowinthepipelineofaVtypecomplicatedpipelinesystemduringaslowwa-terfillingprocess.Thestudyresulthasanimportantsignificanceforthedesignsofthepressureregulationdevicesinthelong-dis-tancewaterconveyanceproject，suchasventho

6、les，exhausevalves，etc.aswellasthesafetyoperation，maintenance，man-agement，etc.ofthepipelinginthelaterperiod.Keywords:waterconveyancepipeline;air-liquidtwo-phaseflow;numericalmodel;waterfilling压流的流态转换过程，其两相流型态也由充水初期的1研究背景层状流或波状流过渡为后期的气泡流或气囊流。［2－3］长距离管道输水工程初次运行或者周期性检修Zhou等通过试验阐释了城市排水管道暴雨期间快完毕后，首先需要开启沿

7、线控制设备向管道缓慢充速充水引起的气爆型水击破坏现象，并基于刚性水柱水，当管内气体排完，达到设计要求时，系统才进和水气垂直界面等假设，对快速充水条件下的气液两入正常运行环节。管道缓慢充水流量通常为设计流［1］量的5%～10%，充水满管流速为0.3～0.6m/s。收稿日期:2015-08-13长输水管道充水涉及复杂的气液两相非恒定流过基金项目:中国水科院科研专项(HY0145B152015)。程，水流将经历从无