垂直管道水力输送的水击研究与AMESim仿真分析

为降低深海采矿中矿物垂直水力提升中的水击现象,根据垂直管固液两相流的特征,考虑固液两相流密度、浓度、弹性模量等特点,对垂直管水力提升不稳定流开展研究。推导出粗颗粒—匀质浆体两相流提升水击压力波波速方程、连续方程和运动方程,并且基于AMESim软件搭建了垂直管道水击仿真模型。分析了不同管道长度、不同管道直径以及不同颗粒浓度下的水击特性。仿真结果表明:每增加18 m管道长度,平均可以降低约12%的压力峰值,同时减小压力波对管道壁的冲击;每增加10 mm管道直径,也可以降低约7%的压力峰值,但流速增加,紊流强度增大;粗颗粒浓度每增加6%,压力峰值相应增加约2%,与此同时对管道壁的冲击也增加。研究方法及结论对于实际深海采矿中的垂直管道提升具有指导借鉴意义。     

多重阀门关闭降低高压管道水击压力的机理和实验研究

高压管道中阀门的关闭会产生水击压力,水击压力过大会破坏管道系统,造成严重的安全事故。提出一种多重阀门关闭降低水击的新方法。为了得到管道内水击压力,采用CFD软件仿真进行计算。多重阀门关闭方法相较于一般的单个阀门关闭,有效地降低了管道中产生的水击压力;并通过试验验证了多重阀关闭方法的有效性。在此基础上完成了双阀门关闭模型的各参数影响水击压力数值的模拟仿真计算,得到上游阀门开度、阀门关闭速度、两阀门间距对水击压力的影响规律。通过对比三阀门关闭模型的水击压力模拟仿真计算,得到双阀门是最优选择的结论。研究结果提出了一种降低高压管道中的水击压力的新方法,对高压管道的安全输送有重要意义。     

输油管道水击过程分析

在输油管道中 ,因各种原因会造成水击现象 ,为了预防水击对管道以及管线上的设备造成危害 ,以某输油管道由于关闭干线截断阀而造成各站进出站压力发生变化的压力动态趋势图为依据 ,对水击过程中的压力变化进行了定量分析 ,为研究长输油管道中的水击现象提供了依据 ,并提出了相应措施 ,以防止或减小水击损害     

输油管道水击过程分析

在输油管道中，因各种原因会造成水击现象，为了预测水击对管道以及管线上的设备造成危害，以某输油管道由于关闭干线截断阀而造成各站进出站压力发生变化的压力动态趋势图为依据，对水击过程中的压力变化进行了定量分析，为研究长输油管道中的水击现象提供了依据，并提出了相应措施，以防止或减小水击损害。     

井筒气液两相流水击波速计算图版的研制与应用

为描述气井关井瞬间或产量调整过程中井筒压力波的变化,通过分析气井井筒水击产生机理,根据动量守恒定律和物质平衡原理,建立井筒气液两相流的水击波速计算模型。水击波速与流体各相的体积含量、流体密度、弹性模量、油管内径、油管壁厚等参数相关。通过分析主要参数对水击波速的影响,提出水击波速标准图版的绘制方法并绘制出水击波速图版,该图版能够查询井筒气液两相流在不同温度、压力和含水率下的水击波速。应用表明,水击波速图版查值与实测值平均误差为2.27%,能够精确地反映水击压力波速度大小,适合在水击参数计算中推广应用。     

流体输送管道水击载荷动力学模拟分析

在流体输送管道中,因各种原因会发生水击现象,从而对管道以及管线上的设备造成危害。为深入了解管线水击现象的产生与发展过程、压力波动及其不稳定载荷对管道结构的影响并预防水击所带来的破坏作用,用管道应力分析、设计软件CAESAR II建立了某输送管线突然停泵造成管线中的压力波动影响的管道动力学模型,根据水击载荷频谱分析了在水击载荷动力作用下输送管道内各关键点的位移、应力和支反力,同时进行了输送管道系统的模态分析和固有频率分析。这些结果为合理设计输送管道、管道强度设计和消除水击现象提供了参考依据。     

弯管中的气液两相流水击现象

以 90°弯管为研究对象 ,对气液两相流水击压力波在弯管中的传播和衰减规律进行了实验研究 .实验弯管采用曲率半径与管径比R /d分别为 1.9,2 .5 ,3.2 ,3.8;含气率范围为 0～ 1.7% ;表观液速为 0 .2 3～ 1.6 4m/s .得出了弯管中内外两侧不同部位水击压力及其随含气率、流速变化的规律 .压力波在弯管中的传播与在直管中差异很大 ,弯管外侧压力明显大于内侧 ,在弯管出口与入口直管段处两侧压力相同 ,形成压力环 .压力环形状受含气率影响最大、表观液速次之、曲率半径影响最小 .经过弯管后水击压力有不同程度的衰减 .随着气含率的增加 ,压力衰减加快     

脑动静脉畸形栓塞时急性脑出血的血液动力学因素分析

以水击原理分析了脑AVM栓塞治疗时血液动力学变化过程,计算了瞬时水击压力可能达到的最高值,瞬时增高的水击压力可能是AVM栓塞时发生急性脑出血或脑肿胀的重要血液动力学因素。而AVM供血动脉血管壁面切应力偏高和供血动脉过长可增加水击的危险程度,提示对这类结构AVM栓塞治疗时应采取合理的降压措施并尽可能分次栓塞。     

氮气式水击泄压阀初启阶段动态特性研究

针对石油集输管网中氮气式水击泄压阀快开慢关、小开度下大泄放量的要求,对氮气式水击泄压阀的工作原理及初启阶段动态特性进行理论分析及仿真研究.通过对氮气式水击泄压阀开启过程的分析,建立阀芯动力学方程及阀芯腔室近似氮气弹簧刚度表达式,在此基础上运用ANSYS CFX软件进行了泄压阀初启阶段动态仿真模拟,研究了在泄压阀初启阶段阀芯密封面处介质流速及湍动能的变化过程,并分析了不同超压比和阀芯腔室氮气压力对泄压阀初启阶段动态特性的影响.     

水击和调压室水力实验装置研制

自主研制的水击和调压室水力实验装置,可测定阀门不同启闭规律和管道上不同流速条件下的最大水击压力、水击压力过程线、沿管道水击压力分布以及调压室最高最低涌浪水位和水位波动的衰减过程;并且利用计算机测控,一次完成水击和调压室水力实验测控过程及数据采集和波型回放;通过实验证明,压力管道最大水击的实测值和理论计算值吻合,设置调压室时,调压室最高、最低涌浪水位和水位波动过程与实际情况完全吻合。     

连接管长度对调压井非恒定流现象的影响

通过理论和解析方法讨论连接管较长时，其内水体惯性对调压井水锤压力和水位波动的影响。实例分析表明：连接管长度增加可使调压井水锤压力升高，水位波动幅值减小。     

阀门系统的过流特性及其对瞬变过程的影响

阀门的过流特性以及水击压力控制是输水管道优化运行的关键技术之一。为了确定复杂阀门系统的流量系数并控制阀门在关闭过程中产生的水击压力,运用有压管流的基本原理推导出阀门系统的综合流量系数计算公式,并以流量系数的变化过程来评估管路中产生的最大水击压力。结果表明,压力管路中产生的最大水击压力与流量系数的变化规律直接相关,对于同样的管路控制工况,流量系数的变化过程越平缓,所产生的水击压力越小。     

高扬程抽水站水锤防护措施--液控缓闭蝶阀选型

高扬程抽水站事故停泵时易发生水锤及速率升高问题,现阶段最有效的解决办法是采用液控缓闭蝶阀。在高扬程抽水站管网设计阶段,应对工程及该阀的特性有充分的了解,避免在工程调试阶段或运行阶段出现不应有的问题,保证供水管网及水泵的安全运行。     

压电式共轨系统喷油量压力波动修正策略研究

为了解决压电式高压共轨喷油系统多次喷射过程中,水击效应引起的压力波动导致后续喷射油量波动的问题,设计了基于集总模型的周期函数喷油量压力波动修正策略.在此修正策略中,以一个由多个参数共同决定的周期函数来表征喷油量的波动特性,通过调节相关的喷射参数,最终实现对喷油量的补偿修正.实验结果表明,设计的集总模型计算结果与实验结果有很好的一致性,所设计的修正策略能够在很大程度上减少喷油量波动的幅度,从而保证了多次喷射过程中每次喷油量的一致性.     

涌泉现象中的水锤数值模拟

介绍了大型运载火箭推进剂管道系统在地面待命期间，由于涌泉现象引起的两相流水锤，采用蒸气-蒸发冷凝离散模型来模拟两相流水锤现象，利用特征线方法进行计算求解，计算结果为火箭低温推进剂系统的安全性分析提供了基础。     

水泵站停泵水锤数值计算理论研究--基本概念模型

较系统地研究了水泵站停泵水锤数值计算概念模型．针对水锤数值计算中的特征线方程和边界条件方程，设计了一种简单实用的直接迭代格式，并编写了数值计算软件．     

水泵站停泵水锤数值计算理论研究--模型求解与应用

对停泵水锤数值计算的特征线方程和边界条件方程，设计了一种简单实用的直接迭代格式，编写了计算软件．并就计算中涉及的其他几个问题进行了探讨。包括边界条件方程、管道的简化与计算分段、泵阀参数设定、水锤断流状态及阀门动作设计等。     

水电站压力管道最优管径序列的确定

水电站压力管道的管径通常分段用解析法计算确定,由此所得的管径序列不能确定为最优序列.本文对用动态规划法决策露天钢管最优管径序列的方法进行了探讨,在该法的优化计算中,将具有N管段的管径作N维设计变量考虑、取整个管道的年费用最小为计算准则,而管道中的水击压力分布和流量过程则通过迭代计算同时确定.文中列有某工程算例的一些结果.计算表明该法所得最优管径序列可信,结果较解析法精确,计算工作量较枚举法小得多,是一种可靠而有效的确定最优管径序列的方法.