管道内波速变化对水锤现象的影响分析.pdf

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1、第7卷第6期中国舰船研究Vol.7No.6第20126期年12月ChineseJournalofShipResearchDec.2012doi：10.3969/j.issn.1673－3185.2012.06.011管道内波速变化对水锤现象的影响分析方成跃赵观辉中国舰船研究设计中心，湖北武汉430064摘要：管道内水锤波速受管道自身以及管内流体等多种因素的影响，在实际工程中，管内流体性质变化以及管道的结构材质的不同都会引起对应水锤波速的变化。选取了两种典型的波速变化情况——整管波速变化与管路中不同位置局部波速变化，利用

2、一维流体软件FLOWMASTER对其进行仿真分析，着重研究这两种情况下波速变化对管内水锤压力波幅值与周期的影响。在整管波速变化情况中，考虑当阀门关闭时间与关阀水锤周期之间的大小关系不同时波速变化对水锤现象的影响，以使结论更为合理全面。在局部波速变化情况中，改进了用平均波速变化来分析局部波速变化的方法，引入了波的散射理论对位置变化带来的影响，并进行了分析，比较了管路中各个典型位置上波速变化所对应的水锤现象，突出了波速变化位置的影响，可为管路设计与水锤防护提供参考。关键词：水锤波速；水锤压力波；压力波散射；FLOWMAST

3、ER中图分类号：U664.84文献标志码：A文章编号：1673－3185（2012）06－71－07TheImpactAnalysisoftheWaveVelocityChangesInsidethePipeontheWaterHammerFANGCheng-yueZHAOGuan-huiChinaShipDevelopmentandDesignCenter，Wuhan430064，ChinaAbstract：Thewater-hammerwavevelocityinsidethepipeisaffectedbysev

4、eralfactors，suchasthepipeitselfandthepipefluid.Inpracticeprojects，changesofthefluidpropertiesorthepipestructureandmate⁃rialwillcausethecorrespondingvariationofthewater-hammerwavevelocity.Inthispaper，twotypicalsit⁃uationsdemonstratingthevelocitychangesareexamined

5、resortingtothe1DCFDsoftwareFLOWMAS⁃TER：thegeneralchangeswithinthewholepipe，andthespecificchangesatdifferentlocations.Theanaly⁃sisfocusesontheimpactsinducedbychangingthewavevelocityontheamplitudeandcycletimeofthewa⁃ter-hammerpressurewave.Ontheonehand，whenstudying

6、thecaseinvolvinggeneralchangeswithinthewholepipe，theeffectsofdifferentcombinationsofthevalve’sshuttingtimeandcircletimeonthewa⁃ter-hammerisconsidered，sothatamorereasonableandcomprehensiveconclusionisreached.Ontheoth⁃erhand，whenstudyingthespecificchanges，thealgor

7、ithmofthemeanwavevelocityanalysisisrefined，andthewavescatteringtheoryisintroducedtoanalyzetheinfluencesofthewavevelocitychange，wheretheroleofthechangingpositionisemphasized.Inbrief，theworkconductedinthisarticlemayprovidesomeguidanceforthepipelinedesignandwater-h

8、ammerprotection.Keyword：water-hammerwavevelocity；water-hammerpressurewave；pressurewavescattering；FLOWMASTER从而在管路中产生一系列急骤的压力交替变化的0引言水力撞击现象，称为水锤现象，简称水锤。就本质压力管路中，因流速剧烈变化