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1、第卷第期油气储运空气罐控制管道水击实验研究路胜中国人民解放军总后油料研究所·,,路胜空气雄控制管道水击实验研究油气储运”组一,,摘要在实验室的简单管路水力系统中加设一种气囊式空气罐进行简单管路的,,。水击实验可以有效地控制水击危署并模拟出生产管道的水击动态特性这种空气罐具有气密性、可更换节流孔口、计算机能够模拟罐的容积的结构特点,用以达到控制管路系,。统中因阀门瞬时关闭产生的水击增压速率并防止液柱分离在瞬变分析忽略阀门和罐间、、、,摩阻三通连接的局部摩阻罐和管路间的摩阻液流惯性和罐内液面变化的前提下建立了阀门、空气罐的复合边界数学模型,列出了计算流程框
2、图,编制了含有空气罐及阀门复,合边界条件的水击模型程序绘制了设有空气罐和未设空气罐时三种不同孔口直径的水,,,,击压力变化曲线并把实测数据和理论计算结果比较证明该空气罐设计简单使用方便起到了控制水击的目的。主题词空气罐水击实验数学模型计算管道,,管道输送过程中某处液体流速发生剧免空气与水的直接接触当管道中的压力发,,、。,,烈变化即造成水击如关阀泵站停机等管生变化时空气进入液体引起空气容积散,,,。路中发生水击轻则出现噪音和振动重则导失起到气密作用这种气囊式空气罐可以长致设备损坏和发生重大事故。对水击的有效期使用,无需附属补充空气的设备。控制是密闭输送技术的关键,管路中力口几设空可
3、更换节流孔气罐能有效地抑制液柱分离和降低水击增压管路中液体进入和排出空气罐的流道设〔〕。。速率计对水击发生时的罐内压力变化影响很大,按水击控制要求管路中液体流入空气罐要,空气罐结构设计特点求阻力大以降低压力升高速率空气罐内液,体流人管道要求迅速流畅以防止管路中压,、,。设计空气罐时从减少附属设备实验性力下降过低导致液柱分离管道中采用的空,,强、美观小巧、能较好控制水击的角度考虑,气罐节流孔口在相同流量下液体流入空气最后加工成型的空气罐实验样型具有以下罐的水击压力损失与流进管路中水头损失之特点。比为,。在设计空气雏流道时,估算了,气密性结构其摩阻大小并加工了三种尺寸各异
4、的可更,,。在球形容器中装有一个密闭的气囊避换节流孔口实验性增强,。北京市门头沟区三家店东街号器材室油气储运年计算机模拟的容积雄置于简单管路中的物理模型空气雄的容积确定是设计时重点考虑的图中三角形是为了便于分析边界数学,,,,问题容积过大虽然同样可以控制水击但,列出相容性方程一模型由差分管段点,、、二一,一,浪费材料且不美观容积过小不能起到良好场卜场通过负特性线方向求出。点,、即。控制效果针对空气嫩设于简单管路下游阀的价汤,门处的边界条件其囊内稳定压力设为,,控制增压速率设为为,防止液柱分离现象管内液体压力不
5、低于℃时水的饱和汽化压力,大气压力为,计算机模拟其适宜容积约,,为罐壳采用球形结构达到美观小巧的目的。空气罐结构见图川森万一柑图阀门上游端的空气雌物理模型瞬变分析时忽略阀门和雄间的摩阻、三【通连接的局部摩阻、罐和管路间的摩阻、液流惯性及罐内液位变化。设是流进出空气,,罐的流量是罐内空气压力是空气的容,,积是按照理想气体定律计算的常数下标、、,。为稳态时前一时步和该时步值设空气罐中的气体服从理想气体变化规律而二。,式中与当地大气压图空气罐结构图·—,,多变指数常取
6、,一气囊一封盖一上半壳体—,。“,。。,。口‘常数‘一下半壳体一节流孔一壳体螺纹接头—气囊内气体瞬变体积为一形密封圈一管螺纹接头、,,士玺,空气堆数学模型式中流进出空气堪的流量—·一夕,水击实验中设在简单管路系统阀门上游时间—,。,空气体积端的空气罐目的是控制因阀门瞬时关闭产—,生的。若将流进空气罐液体时取正流出取水击增压速率和防止液柱分离阀门和。,负空气罐能量守恒方程为空气罐作为一个复合边界条件其数学模型,,的建立同时要便于计算机编程。图是空气十呼,第空
7、气幼控制管道水击实验研究卷第期路胜、,式中点该时步压力值—雌内空气在点该时步的压—,力值。,进出孔口阻力系数—。。一,岩,,进出孔口流量系数根据三—,种不同的孔口尺寸其取值见表。孔。口截面积—表三种孔口流和阻力系数开口比进出流量系数进出阻力系数刁刃刃召
