机场管道加油系统水击数值模拟仿真.pdf

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1、山东化工·148·SHAND0NGCHEMICALINDUSIRY2014年第43卷机场管道加油系统水击数值模拟仿真张永国，宋生奎，王朝晖，王杰辉(1．空军勤务学院航空油料物资系，江苏徐州221000；2．空军勤务学院学员1大队，江苏徐州221000)摘要：本文采用特征线法对机场管道加油过程中常见的阀门关闭、输油泵动力故障等水力瞬变工况进行了数值模拟仿真。综合评价了影响水击压力峰值大小的各种因素，相对于管道长度、油品粘度等因素而吉，阀门的本身特性及其调节规律影响水击压力峰值大小的主要因素，从而为采取相应的水击防护措施提供理论依据。关键词：管道；加油系统；水击；压

2、力峰值；影响因素中图分类号：TE832文献标识码：A文章编号：1008—021X(2014)09—0148—04TheWaterHammerNumericalSimulationoftheAirportPipelineRefuelingSystemZhangYongguo，SongShengkui，WangZhaohui，WangJiehui(1．DepartmentofAviationOilandMaterial，AirForceLogisticsCollege，Xuzhou221000，China；2．CadetBrigadel，AirForceLogist

3、icsCollege，Xuzhou221000，China)Abstract：Thecharacteristiclinemethodisadoptedtosimulatethehydraulictransientofthecommonvalveclosingandoilpumppowerfailurenumericallyinthepipelinerefuelingprocessoftheairport．Comprehensiveevaluationismadetotheinfluencingfactorsonthewaterhammerpressurepeak

4、．Relativetothepipelength，oilviscosityandotherfactors，thecharacteristicsofvalveitselfanditsregulationlawinfluencethemainfactorsofthewaterhammerpressurepeak．SOwaterhammerprotectionmeasuresshouldbetakenSOastoprovidetheoreticalbasis．Keywords：pipeline；refuelingsystem；waterhammer；pressurep

5、eak；influencingfactors管道仿真就是利用计算机模拟技术对管道在各种工况式中：下的热力、水力及设备运行状态进行模拟预测在预期工况下R工l=卜I+CO．j_．，R_+l=Hj+i—cQ』¨，的实际操作情况，从而为管道设计及运行管理提供理论依据。本文通过建立加油系统管道水力瞬变过程数学模型，采用特征线法对水击过程进行了数值模拟求解，得出了有益的=c+，lQ．．1‘a△f．s=c+／lQ，lJ△，结论。w=口／(g【J】)l管道加油系统水击模拟基本原理某机场管道加油系统简化后的管路模型及管路基本参加油系统管道内流体在瞬变流动过程中满足连续性方数如图1

6、所示。输送介质为喷气燃料；输油泵额定转速2950程及运动方程组成的非线性偏微分方程组，在两条特征线r／min，拟合后的流量扬程曲线方程日=72—44OOQ2；使用罐上，这组偏微分方程转化为常微分方程组，即如下两组特征液位高度为15m液柱。采用统一时步的特征线法对阀门关方程‘”：闭的水力瞬变工况进行水击数值模拟仿真，加油支线末端为C：dx／dt=+口，CdQ+dH+lQIl一adt=0加油胶管，根据动态模拟实验测量结果]，其水击波速为(1)350m／s；其余管段为钢管，钢管段的水击波速应用儒可夫斯C一：dx／dt=V一口，CdQ—dH+厂QlQII一口dt=0基公

7、式进行计算：1(2)p(DV](4)再采用一阶近似有限差分可得到水击特征方程的有限差分格式，整理后可得近似特性方程的如下形式瞬变数值式中K为液体的体积模量；E为管材的弹性模量；6为解：管壁厚度；Il，无量纲参数，取决于管道的外部约束。H=-一·=·+：-Rj-．，+)(3)收稿日期：2014—06—14作者简介：张永国(1968一)，男，河南商城人，博士研究生，教授，主要从事机场供油工程设计、建设与管理研究工作。第9期张永国，等：机场管道加油系统水击数值模拟仿真·149·／，、、＼3r。(4)5’⋯I12(5)tl0070mID5015。6主7‘J3’13(7)

8、使用罐(6]．I：1)1