基于UDF方法的阀门变速关闭过程中的水击压强计算研究

采用Fluent中的滑移网格技术模拟了球阀的转动过程,对管道中阀门突然关闭引起的水击压强进行了数值计算。计算采用标准k-ε模型并考虑了水的压缩性。通过UDF定义球阀的转动速度,分析了关阀时间和关阀方式对水击压强的影响。结果表明阀门匀速关闭时增大关阀时间对减小水击压强的作用效果在0．3 s之前较为明显;阀门关闭时间一定时,减速关阀方式能有效降低最大水击压强。     

四等奖:旋启式水阻可控缓闭止回阀——1988年度国家发明奖获奖项目简介

单位:清华大学L程力学系 武汉阀门厂 发明人:王学芳、雷赤斌、叶宏开、汤荣铭、李滨江、余钢 旋启式水阻可控缓闭止回阀属于给排水管系的防倒流及防水锤装置。装置由阀体,水阻尼缸,缓闭调节阀,控制管路构成。事故停泵时,能控制水倒流,具有阀门关闭速度可调,防止水击,保护水泵及管路的功能。 新型止回阀,有合理的防水锤的关阀程序,克服了一般止回阀停泵关闭时水锤严重的缺点;运行输水时,阀瓣能稳定开到设计位置,不漂动,不摇摆;工作阻力比一般止回阀小20%～30%,寿命长,节能显著。 本阀门是据根水流瞬变理论,综合考虑装置的动态特性方程后,编…     

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.     

唐口煤矿千米立井排水系统水锤分析及防护

针对唐口煤矿千米立井排水系统,进行水锤过程分析,建立水锤数学模型和计算过程,分析千米立井排水系统的水锤现象,发现采取延长关开阀门的时间、停泵前先关闭水泵出水闸阀、在止回阀处设置旁通阀、或安装两阶段缓闭止回阀等措施可以有效地降低水锤压力,对提高立井排水系统的安全可靠性及运行稳定性具有重要的意义。     

有压输水管道系统含气水锤研究

通过模型试验研究有压输水管道系统阀门关闭时间对汽化时间和弥合水锤压力的影响,管道中的含气量对弥合水锤压力的影响．研究结果表明,在有压输水管道系统中,弥合水锤压力与汽化时间的大小有密切关系,计算机数据采集的频率对水锤压力的波形有明显影响．建立了含气水锤的气泡一离散数学模型并进行了数值计算,数值计算结果与试验测试值是吻合的．     

影响重力输水系统中关阀时间的因素分析

在重力输水系统中,管道末端关阀检修操作如果不当,会引起关阀水锤。消除水锤的安全措施很多,但是最经济、有效的方式是延长关阀时间。对影响关阀时间的因素进行了分析,并得出了一般结论。     

大规模输水隧道水锤效应三维数值模拟

为研究大型输水隧道的水锤效应,提出基于任意拉格朗日欧拉(ALE)流固耦合技术的三维水锤分析方法,并通过算例与实验结果进行相互对比,验证了该仿真方法的有效性.基于多尺度仿真技术,建立了某大型输水隧道土体-结构-水体三维耦合非线性有限元模型,并利用所述分析方法,结合混合显式积分算法及其并行技术完成三维水锤效应的模拟计算.结果表明,水锤压力随阀门关闭时间延长及隧道长度减少而减小;隧道结构受水锤影响最大的部分出现在靠近出口处.     

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。     

流速对管网水锤负压影响的试验研究

针对水锤在灌区管网运行中的危害性,为输配水管网的设计和管理提供参考,本文研究以PVC-U输配水树状管网为研究对象,采用试验和数值模拟相结合的方法,研究流速与水锤负压值的相关关系。结果表明:随着干管中流速的增大,干管和支管中水锤负压力逐渐增大,干管流速由0.88 m/s梯度增大至3.05 m/s,干管水锤负压值由5.8 m增至7.5 m;支管中水锤负压值由3.9 m增至7.5 m;流速与水锤负压之间的变化关系符合负指数函数关系。因此,在管网设计时,除了控制管道内的流速和阀门关闭优化外,还应该考虑阀门后和分水口处是负压极限水头极易发生的地方,在实践中应采取必要的负压防护措施。     

热轧板带钢超快冷供水系统压力控制技术与应用

在热连轧线超快冷供水系统中有4个旁通管路，为了提高水压控制的精度，设计了水压串联和并联控制方法，通过对比分析得到了一种适用于超快冷供水压力的控制方法；在控制系统的设计中针对旁通阀门故障时如何保证压力的稳定性进行了研究.理论分析与实际应用效果表明，当设定压力值为035MPa时，两种控制方法均能将水压控制在理想的范围内；当设定压力为085MPa时采用并联控制方法的实际应用效果良好，并联控制方法在降低旁通阀开口度减小过程中水流对调节阀蝶片冲击和水锤现象方面效果明显.     

阀门控制传质过程对太阳能吸附式制冷系统性能的影响

以活性炭-甲醇为工质对的翅片管式太阳能吸附制冷系统为对象,对系统在带阀门控制传质过程下的制冷性能和无阀门控制传质过程下的制冷性能进行了对比研究;并对在带阀门控制传质过程下最高解吸温度及关闭阀门时间与系统性能的关系进行了分析研究.实验结果表明:在同等天气条件下,系统在阀门控制传质过程下的制冷效率整体上比在无阀门控制传质过程下的制冷效率平均高出36.7%;系统关闭阀门时间在吸附集热床达到最高温度之后的35分钟之内,系统的制冷效果最好,关闭阀门时间越久,系统制冷效率越低.研究结果可为太阳能吸附制冷系统的优化设计提供参考.     

长距离超高扬程输水系统水锤防护模拟研究

为研究长距离、超高扬程、一次加压提升的长距离输水系统水锤防护问题,结合我国西北地区某工程实例,针对超高扬程达370 m、一次加压提升的长距离输水系统建立了水锤防护设备模型.以特征线法对其进行求解,分别以两阶段控制阀、单向调压塔、气压罐为水锤防护设备方案,建立水锤防护设备模型,分别模拟分析事故停泵管线水锤防护效果,最终通过综合对比技术性能和经济性能来确定最优的水锤防护方案.结果表明,对于超高扬程、一次加压提升的长距离输水系统,在水泵出口处设置气压罐进行水锤防护,能够有效缓解过高和过低的水锤压力,水锤防护效果好.针对不同长距离输水工程特点,建立各种水锤防护设备模型,以特征线法进行求解,其求解结果有效指导水锤防护方案的优选.     

神东矿区输水系统设计与水锤防护研究

神东矿区输水工程设计最高日取水量3.65万m³/d,输水管线总长48 070 m,输水方式采用重力流和两级加压长距离输水方式。本工程对输水系统进行了详细的水力计算,确定了水泵扬程及管材管径。利用分析软件,对系统的水锤进行了分析,并提出了“多功能水泵控制+压力波动预止阀+防水锤空气阀”的可靠水锤防护措施。同时,在系统重要节点处设置电动活塞式调流阀,联合水泵变频器对输水系统中各个节点的流量进行平衡和调节。     

遗传算法在泵系统液控蝶阀关闭序列优化中的应用

泵系统出口蝶阀的关闭序列对泵系统过渡过程有很大的影响,为优化关闭序列,引入演化计算的遗传算法,将蝶阀的开度和时间作为变量,以系统过渡过程计算的最高压力作为适应函数值,按照一定的概率进行选择、杂交及变异,达到优化效果.计算结果表明,泵出口两阶段关闭叶控阀门的关闭序列对于系统的过渡过程压力上升控制起着重要作用.     

竞技太极拳(324B+3)难度动作足底压力特征研究

腾空外摆莲360°接提膝独立(324B+3)是竞技太极拳的B级难度动作,在比赛中出现频率较高,分值为0.4,此动作的完成质量可直接影响比赛成绩.本文中,笔者采用足底压力测试系统,选取压力、压强、冲量、腾空时间等指标,分析324B+3动作的关键阶段的足底压力分布特征,为指导教学和训练、减少运动损伤提供依据.结果显示:1)起跳阶段左足第1,2,3跖骨、跖趾和大拇指冲量占整足冲量的46.66%,右足足跟内侧和2,3跖骨占整足冲量的54%;2)男运动员平均腾空时间为(0.62±0.15)s,女运动员为(0.53±0.26)s,T检验P0.05;3)落地阶段右足足底压强大小依次为足跟内侧、足跟外侧、第5跖骨、第4跖骨及第3跖骨等.结论:1)324B+3动作在起跳阶段双足压力不对称;2)腾空时间短将增大空中转体和稳定落地的难度;3)落地阶段出现较大的足内翻,对下肢肌力和足踝稳定有较高要求.     

女子铁饼运动员宋爱民投掷技术中速度-节奏的分析

在铁饼技术中速度节奏起到了非常重要的作用。对我国优秀运动员宋爱民进行个案分析速度节奏,总结优缺点。运用文献资料法、三维摄像解析法、访谈法、跟队训练法等。研究结果表明:单支撑阶段节奏慢,局部动作中右髋关节速度节奏最快;腾空阶段和过渡阶段速度节奏比较快,这是她的技术优势;最后用力阶段具备优秀运动员的数据指标,左右髋关节的速度相对来说有些慢。整个技术阶段,宋爱民人体重心速度节奏变化表现为:快—快—快—慢—慢;所用时间比例的关系表现为:最长—稍长—最短—短—长。     

触摸式记忆功率调节器

本项目涉及当今最先进的可控硅技术,主要特点:一是可实现触摸开、关(快触<332ms时)无机械动作,无电弧无噪声。二是触摸式功率调节(慢触>332ms时)输出电压26V～206V,扫描周期4.1s,导通角41°～159°。三是独特的记忆功能,当是电路记忆下其输出功率后,无论开、关多少次或间隔多长时间均不会改变,直至下次再调节时,又可重新记忆。四是采用硅栅CMOS工艺,功耗低,体积仅42mm×28mm×10mm,可方便地植入各种电器中,成本低廉(仅10元左右)。本项目广泛用于开关、照明电路及家电产品上,可使原产品升级换代。如进一步拓展,可用于工业控制,市场极为广…     

PCF8583在预定时开关供暖系统中的应用

介绍了PCF8583的一种特别使用方法.用PCF8583作为定时器,在由89C52构成的室内供暖计费系统中,实现预定时开关供暖阀门部分的功能.这一系统使用了两片PCF8583,负责关闭和开启阀门.在PCF8583和单片机AT89C52之间加进了微分和积分电路,以实现硬件封锁PCF8583上电复位后INT脚出现的周期为1 s的连续脉冲信号.     

水泵变频节电改造技术在莱钢炼钢厂的研究与应用

型钢炼钢厂转炉、连铸机、LF精炼炉、RH精炼炉生产时需要大量冷却水进行冷却,冷却水通过水泵房进行供水与回收,所以各水泵房有大量水泵长期连续运转,以保证设备的连续冷却,众多大功率水泵连续运转消耗大量电能,并且由于水泵控制转速不可调节,所以只能通过调节机械阀门进行水量调节,反应慢并对现场造成影响,机械阀门过快磨损,并经常出现憋泵导致泵体损坏,通过对水泵进行变频改造,达到了随时调节水量、防止机械损坏,节省大量电能资源与电费消耗。     

汽轮发电机组超速保护对机组热力系统的影响

利用仿真软件对某发电机组的超速保护系统进行建模,模拟机组甩负荷和转子超速后功率负荷不平衡保护和超速保护的动作特性,分析超速保护动作对机组热力系统的影响.结果表明:当机组功率负荷不平衡保护和转子超速保护动作时,快关高调阀和中调阀,会导致阀前主蒸汽压力迅速升高,升至额定压力的1.1415倍,对机组阀门产生一定的冲击力,甚至导致安全阀超压,影响锅炉燃烧.功率负荷不平衡保护存在的唯一优点在于机组超速时能早于超速保护动作,但两种情况对控制超速的效果相差不大,相比较而言,误动作带来的危害更大.