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随着我国经济的快速发展、人民生活水平的不断提高和城镇化进程的加快,城市的需水量不断增加,加上人们对水质的要求越来越高,就近取水已远远不能满足人民生活和生产的需要。而且我国水资源的时空分布又极不均匀,由此带来的水资源供需矛盾日益加剧,很大程度上制约了社会经济的发展和人民生活水平的提高。为了解决由于水资源短缺而引起的矛盾,我国近年来大力发展跨流域调水、长距离输水等新的分配水资源的途径,其中尤以南水北调工程为标志。这种途径越来越受到社会的广泛重视。
当系统发生水锤事故时,在管道的局部位置,会因水锤降压的影响而出现吸气、气体释放、液体汽化乃至水柱分离现象;当水锤升压时,又可能会造成升压很高的断流弥合水锤,这些现象将使整个输水系统无法安全运行。因此,对泵输水系统水锤进行正确的分析,对其过渡过程进行准确的预测,从而合理地选择防护措施,是优化工程设计、确保工程安全运行的关键,对于保障生活生产用水及社会经济的发展,具有非常重要的意义。
本文的主要内容有:
(1)分析输水系统水锤现象的发生机理、分类,介绍了研究理论及分析计算方法。
(2)总结目前国内外常用的主要水锤波速计算方法。论述水锤数值解原理,建立管路的边界条件。
(3)分析水泵机组事故停泵时的边界条件,包括单泵、串联泵、并联泵,并进行数值计算。
(4)对常用的防护类型进行介绍,分析防护原理、边界条件、以及设计安装要求。
(5)两个工程实例的研究,先对工程的管道布置进行优化,优化设计完成后,再利用水锤计算的基本原理与边界条件,应用电算法编程,求得水锤计算结果,从而选择合理的水锤防护措施。