输油管道的水击分析

《输油管道的水击分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、输油管道的水击分析输油管道中的水击水击是指液体流速改变引起的压力瞬变过程。其实际上是一种能量转换。任何原因引起的流速变化，都将产生水击，或是增压、或是减压。流速的突然下降所产生的水击对输油管道特别危险。输油管道的水击分析“泵到泵”输油管道水击发生示意图输油管道的水击分析当流场中液体质点的运动要素不仅随空间位置而变、而且随时间而变化时，这种流动称为非恒定流动。有压管中的非恒定流动，称为有压非恒定流动。水击（或称水锤）是有压管中的一种重要的非恒定流现象。当流场中液体质点的运动要素不仅随空间位置而变、而且

2、随时间而变化时，这种流动称为非恒定流动。有压管中的非恒定流动，称为有压非恒定流动。水击（或称水锤）是有压管中的一种重要的非恒定流现象。这种压强的交替升降，有时会达到很大的数值，处理不当将导致管道系统发生强烈的振动，管道严重变形甚至爆裂。水击物理概念输油管道的水击分析水击波的传播及波速计算水击是以压力波的形式在有限的管道边界内进行传播和反射的。水击波的传播分为四个阶段，从伐门突然开启或关闭，使水流流速改变产生水击波，这是水击的第一个阶段，也是直接波。水击波所到之处，管道内的流速和压强也随之发生变化。当

3、水击波传播到水库或水池或者回到伐门处，水击波将产生反射，这种反射的水击波称为间接波。当水击波传播到水库或水池，水击波将发生反射，这种反射波是等值异号反射，即入射的是增压波，反射将减压波，反之亦然。水击波传播到阀门处将产生等值同号反射，即入射的是增（减）压波，反射的也是增（减）压波。由于摩擦阻力的作用，水击波在管道内的传播将逐渐衰减，最后达到平衡状态。水击波在阀门和水库之间往返一次所需的时间，称为一个相长。往返两次的时间称为一个周期。式中a为水击波的波速，L为管道的长度。输油管道的水击分析阶段时段流速

4、变化流速方向压强变化水击波传播方向运动状态液体状态一水库阀门即BA增高阀门---水库即A---B减速增压压缩二阀门水库即AB恢复原状水库---阀门即B---A减速减压恢复原状三阀门水库即AB降低阀门---水库即A---B增速减压膨胀四水库阀门即BA恢复原状水库---阀门即B---A增速增压恢复原状水击的分类：根据闸门关闭（或开启）的时间Ts与相长T的比值直接水击：闸门关闭（或开启）的时间Ts＜T（相长），即从水库反射的减（增）压波尚没有到达阀门处时，阀门已经关闭（开启）完毕，阀门处已达最大（小）水击

5、压强。间接水击：指闸门关闭（或开启）的时间Ts＞T（相长），即从水库反射的减（增）压波已到达阀门处，阀门尚未关（开）完毕，使阀门处水击压强不能再升高（降低）到最大（小）。阀门突然关闭时有压管道中的水击的物理过程V0H0ABLaV=0V0H0ABLV0aV0V0H0ABLV0V0=0aV=0V0H0ABLV0V0=0V0aV0流速由V0→0，压强增加△p，管壁膨胀流速由0→-V0，压强减小，恢复原状，管壁恢复原状流速由-V0→0，压强降低△p，管壁收缩流速由0→V0，压强增加，恢复原状，管壁恢复原状水

6、击压强的计算（直接水击）依动量定理可推得：输油管道的水击分析当阀门突然完全关闭时，V=0，则有例如某压力引水钢管内水击波传播的速度a=1000m/s，设流速由6m/s减少到零时，阀门突然关闭时的压强水头增量为输油管道的水击分析根据质量守恒原理可推导出水击波的传播速度K、ρ——液体的体积模量、密度E、D、δ——管壁材料的弹性模量、管径、管壁厚度输油管道的水击分析以苏南管道为模型，对压力波速度进行计算：=1013.25(m/s)此速度为充满汽油的406.47.1的管道中，压力波的理论速度。输油管道的水击

7、分析V0H0L若关闭阀门所经历的总时间为Ts，则可将它分成n个时段△t1，△t2，……△tn，Ts=∑△t1，△t1时段△t2时段若则阀门处若则阀门处若则阀门处将不可能升到阀门突然关闭时那样高的水击压强直接水击间接水击输油管道的水击分析直接水击——当时，阀门处的压强不受阀门关闭时间长短的影响间接水击——当或时，阀门处的压强与阀门关闭时间的长短有关工程设计中减小水击压强的措施：在管壁材料强度允许的条件下，应当选用直径较大，管壁较薄的水管。合理选择参数，并尽可能延长阀门调节时间，以避免产生直接水击。水击

8、计算基本公式液体流速瞬时变化所引起的初始水击压力（直接水击）：防止水击的措施（1）输油管道水击的特点1）对长距离输油管道的水击要考虑水击波传递过程中的阻尼现象。2）中间泵站突然停输是长输管路中产生水击的主要原因，其对上游站和下游站的影响各不同，对上游站传递的是增压波，对下游站是减压波。输油管道的水击分析（2）输油管道水击的控制对于水击过程的控制，其目的是避免管道超压（包括超高压或超低压）；二是减轻管道运行参数的脉动，维持管道的平稳运行。用于控制水击过程的装置和措施很多