复杂输水系统水力过渡的数值方法比较及适用性分析

不同数值方法在求解不同复杂输水系统水力过渡问题时,会体现出各自的特点及不同程度的适用性、因此,针对不同的输水方式和水力过渡类型来选择合适的数值方法,既可以保证计算精度,又可以提高计算速度．针对输水系统的无压流、有压流、无压接有压、明满流交替等不同过渡过程,对特征线法和隐式差分法进行了对比,分析了这2种方法的特点,研究和确定了2种方法在不同输水方式和水流状态下的适用性．     

一种新型减压阀性能研究

提出了一种先导回路为G型π桥液阻网络的减压阀新结构,对该阀的出口压力流量特性进行了仿真研究,分析了该阀先导回路有关参数的设计方法．该阀的压力流量特性根据先导回路液阻参数的不同设计,可以呈现3种形式：（1）减压阀出口压力随减压阀口流量增加而下降;（2）减压阀出口压力保持恒值,不随减压阀。流量的增减而变化;（3）减压阀出。压力随减压阀。流量增加反而上升．而普通先导式减压阀只具有一种特性,即随着流量的增加,其出口压力下降．图4,表1,参4     

基于压力修正方法的高温气冷堆模拟

高温气冷堆热工水力过程模拟是高温气冷堆模拟机开发的关键技术之一,采用流体网络建立流动过程计算模型,将压力修正方法应用到流体网络求解中,传热网络建立传热过程计算模型,并实现流体网络与传热网络的耦合计算,建立了适用于高温气冷堆模拟机的热工水力过程模拟方法,采用组件搭建的方式模拟热工水力过程。将模拟方法应用到带有分支汇合的管路和中间换热器的热工水力过程模拟中,结果表明:压力修正方法的应用使得流体网络具有良好的收敛性,稳态工况计算结果具有良好的稳态精度,动态过程计算能够正确响应热工水力过程的特点,模拟结果与理论分析一致。     

导阀参数对先导式减压阀动态特性影响的分析

在分析先导式减压阀的结构和工作原理的基础上,基于多学科领域复杂系统建模仿真平台AMESim软件建立了先导式减压阀的仿真模型,通过改变导阀参数对先导式减压阀的动态特性进行了数值仿真,得到了先导式减压阀的动态特性曲线。由仿真和实验结果对比可知,导阀参数的合理选择可优化先导式减压阀的动态品质,研究结果可为先导式减压阀的工程设计提供可靠的理论基础。     

汽水管道压力损失计算方法初步探讨

根据流体力学原理分析了管道压力损失的构成及其数学模型,首先介绍了管道压力损失的分类(包括沿程损失和局部损失)及数学模型,然后介绍了摩擦阻力系数的计算方法(直管摩擦阻力系数和管件局部阻力系数),最后介绍了两种常用的管道压力损失计算方法(阻力系数法和当量长度法).管道的压力损失计算是蒸汽、给水等管路水力计算的重要组成部分,对于管路系统的设计和运行是一个重要参数,也是管路设计及输送设备选型的主要依据,因此阻力计算是否准确直接影响整个管路的运行情况和经济效益.     

浅谈Excel公式编辑程序在倒虹吸钢管工程水力计算中的应用

倒虹吸钢管是压力输水建筑物。倒虹吸钢管水力计算中,管内水头损失计算为重要计算内容之一。倒虹吸钢管的水利计算主要是根据进口渠道已定的流量,及进口渠道底部高程,通过水力计算,选定合理管径,计算水头损失,然后定出出口渠道底部高程。运用Excel表格计算功能可以实现快速的水力计算,本文结合工程实际介绍具体实现过程。     

压力供水管路事故停泵时缓闭蝶阀关闭方式的优化

为控制长距离有压输水管路的水锤压力,运用特征线方法,结合某实际工程,对长距离有压输水管道系统的事故停泵过程进行了计算,得到缓闭蝶阀不同关闭时间和关闭方式下各管段内沿程的最大和最小水锤压力以及相对空化体积数.计算结果表明,不同缓闭蝶阀关闭方式下,管内展现出不同的水锤特性,直接体现在管道的相对空化体积及空化区域上.通过对比分析,提出相对最优的缓闭蝶阀关闭时间和关闭方式.     

基于SimHydraulics的水力凿岩机冲击系统动态仿真

以自行研发的后控式SYYG65型水力凿岩机冲击系统为研究对象,在Matlab中应用SimHydraulics工具箱,建立水力凿岩机冲击系统动态仿真模型,实现流体/机械的混合仿真.建模过程不考虑系统运行状态的转换,简单有效地实现了活塞和阀芯在水压力作用下的耦合计算.在泵供水流量为120 L/min,减压阀卸荷压力为16 MPa时,对系统进行仿真计算,获得了在此条件下冲击机构运动与活塞前后腔压力变化典型曲线,并与实测结果进行比较.同时,运用这一动态仿真模型对蓄能器参数进行优化计算.研究结果表明:在有效容积为0.24～0.27 L和充气压力为5.00～5.75 MPa的最优工作参数下,SYYG65型水力凿岩机冲击系统能量利用率有显著提高.该SimHydraulics仿真模型对水力凿岩机冲击系统参数设计和优化匹配研究是有效的.     

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。     

输水系统闸前常水位控制下的区间调度研究

针对输水系统的运行调度问题,提出了基于分水口分水流量调控的区间调度的原则.利用有限差分法建立了能够模拟多种过水建筑物的一维非恒定流数学模型,以南水北调中线工程为研究对象,在给定的闸前常水位控制运行方式和闸前允许水位变幅下,设计了两种区间调度模式并进行了模拟计算,获得了反映渠道水力响应的闸门起调时间和始末开度、渠道重新平衡稳定时间以及渠段间的最大水位变幅.计算结果表明,在合理的允许水位变幅下,区间调度能够缩短输水系统的水力过渡过程,控制节制闸参与调节的数目.该调度方式在优化大型输水系统输水过程、提高渠道运行控制效率方面具有良好的作用,为调水工程的运行调度提供了一个有益参考.     

Friction coupling vibration characteristics analysis of aviation hydraulic pipelines considering multi factors

As the power transmission system of an aircraft,a hydraulic pipeline system is equivalent to the " blood vessel" of the aircraft. With the development of aircraft hydraulic system to high pressure,high speed and high power ratio,the fluid-structure interaction vibration mechanism of hydraulic pipeline is more complex and the influence of friction coupling on vibration cannot be ignored. The fluid-structure interaction of hydraulic pipeline will lead to system vibration,lower reliability of system operation and even pipeline rupture. Taking a hydraulic pipeline of C919 aircraft wingtip as the research object,a 14-equation model of fluid-structure interaction vibration considering friction coupling effect is established in this paper. The effects of friction and fluid parameters on the pipeline fluid-structure interaction vibration characteristics are studied and verified by experiments. The research results will provide theoretical guidance for the analysis of the pipeline fluid-structure interaction vibration and have important theoretical significance and great engineering value for promoting the localization process of large aircraft.     

液压螺旋压力机液压冲击的控制

液压螺旋压力机的液动机油腔由卸压状态转换为高压的压力瞬变过程中,若控制不当,必然会产生剧烈的液压冲击.本文分析了液动机作直线运动、螺旋运动和旋转运动的三种液压螺旋压力机液压冲击的控制机理及方法,建立了计算模型,可使液压系统具有运行平稳的优良特性.     

液压系统液体振动固有频率的计算

通过液压系统中的液体纵向振动分析,建立液压传动系统有关蓄能器、节流阻尼器等元件的振动力学模型,导出了由不同元件所组成的管路系统的传递矩阵和计算固有频率的方法,编制了通用程序,并给出了计算实例。     

长输管道水击压力计算方法分析

本文分析了两种摩阻计算公式和不同的摩阻差分方法对管内瞬变流动过程计算结果的影响,并对计算结果进行了比较.结果表明.摩阻项计算值小.会导致计算的水击压力波峰值衰减快.用达西公式计算摩阻.计算过程简便;用列宾宗公式计算摩阻.可以提高计算精度.对长输管道中间泵站边界条件,给出了经验处理方法.     

输油管道液柱分离模拟

为了研究输油管道在不稳定流动过程中,因轻质组分挥发、气泡聚集而形成的液柱分离现象,建立了水击分析数学方程.基于分相流模型,采用特征线法、有限差分法将偏微分方程数学模型转化为代数方程组,并采用Newton-Raphson法进行求解,给出了分析步骤.最后,采用VC++开发了仿真程序,分析了输油管道中途截断阀突然关闭时,阀后管道拔高点处的水力瞬变工况.同时,还分析了初始油品中的含气率对液柱分离的影响.结果表明,当含气率大于10-6时,初始含气率越大,管道拔高点处低压持续时间越长,压力响应越滞后,液柱弥合压力越大;否则,可以不考虑含气对水力瞬变的影响.     

压力流屋面雨水排水管系水力模型研究

根据压力流屋面雨水排水管系的水流特点及其水头损失的计算公式,确定了采用有限元法分析其水力平衡计算的数学模型,将各个计算管段的单元矩阵方程集合为雨水排水管系的整体矩阵方程,引入节点水压边界条件并求解管系整体矩阵方程对称正定线性方程组,从而得出各项水力要素,给出了计算程序框图,并编写了通用电算程序.经实例计算表明,此模型能够快捷准确地进行压力流屋面雨水排水管系的水力平衡计算.     

螺旋流消能装置消能效果试验研究

针对许多行业流体动力系统中的流体流动出现突然失控，使系统受到瞬时高压冲击的问题，提出了用螺旋流消能装置对管路中出现的高压水流进行消能，以减少对泵及管路系统的损害，增加其使用寿命的方法。试验结果表明：采用螺旋流消能装置能有效地降低管路中的水压力，减少瞬间高压对系统的损害，是一种行之有效的消能方法。     

机坪供油管道工艺计算若干问题研究

机场机坪供油管道是一种特殊形式的油品输送管道,设计计算方面的研究不多。根据飞机加油自身的特点、国标和行标的规定,对机坪供油管道工艺设计中的流态、计算流量和最小可选管径进行了推导和分析,认为机坪供油管道的设计按照水力光滑区计算水力摩阻系数是可靠的。基于停机位的设置和高峰期使用机位个数之间的关系,在合理的假设下提出途泄流量的计算方法。对管网多点同时泄油的特点,用等压降法推导了同机型供油管段的流量计算式,认为一般情况下计算流量可近似取为转输流量和途泄流量之和。提出了机坪供油管道最小可选管径的计算方法,求得的最小可选管径可在选择管径时参考。     

环空加砂压裂管柱流体压降分析及现场应用

连续油管(CT)水力喷射压裂技术是提高低渗透油藏开发效率的一种重要手段。选择压裂作业连续油管时需要考虑连续油管及套管的强度及尺寸,不仅要保证压裂施工作业过程中管柱结构安全可靠,而且还要保证压裂施工中高压力、大排量要求。环空喷射压裂作业就是为了满足现场施工大排量而采取的一种有效措施,然而,增大环空排量会增加环空流体摩阻压降,摩阻压降又会直接影响地面设备选择、以及井下压裂作业成功与否。因此,针对连续油管水力喷射压裂环空流的流动特点,通过理论分析及现场数据回归的方法开展连续油管环空喷砂压裂环空流体压降分析,主要研究内容包括:连续油管偏心、流体流变参数对压裂液环空流压降规律研究。分析结果表明:连续油管偏心降低了环空流体摩阻压降,且影响明显;流变指数及压裂管柱尺寸增加,油套环空流体摩阻压降增加;压裂液环空流压降为清水压降的36%,根据校正Gallego F理论模型可以准确预测压裂液环空流压降梯度变化规律。研究成果可为连续油管环空压裂施工及设计提供理论指导。