泵站工程质量论文提纲

论文题目：注气防护泵供水系统水锤研究

摘要：长距离泵供水系统往往由于事故停泵而发生水锤事故,致使压力管道、水泵、阀门等遭受破坏,供水中断,造成重大损失。因此,为了确保泵供水系统的运行安全,采取安全可靠,经济合理的水锤防护措施是泵站工程设计和研究的重要课题。泵供水系统的停泵水锤为先有降压波后有正压波的过渡过程,若能及时防止压力降低,就能有效降低压力升高。本文提出了一种用于泵供水系统的注气水锤防护措施,结合工程实例,采用MATLAB进行数值模拟,重点研究注气水锤防护措施的防护效果。同时提出了用数值方法求解离心泵运行工况点,并在算例中将其与图解法进行了比较。主要取得的成果有:1)提出了一种注气水锤防护措施,该措施包括压缩空气罐、减压阀、空气阀、输气管道、电磁阀等,主要用于压力输水管道的水锤防护。建立了注气水锤防护措施的数学模型,给出了其安装位置的确定方法。用MATLAB语言编写了具有注气水锤防护措施,泵站停泵水锤分析源程序。2)提出了求解离心泵运行工况点的一种新方法。用离散点描述离心泵流量与扬程性能曲线,非离散点的水泵性能参数采用三次样条插值获得。根据水力学原理建立了求解离心泵单泵运行、并联运行和串联运行工况点方程组,给出了采用数值方法的二分法的计算步骤。以某供水工程取水泵站为例,利用MATLAB编程求解,得到正常工作时4 口井12台同型号潜水泵并联运行的工况点。算例表明提出的离心泵运行工况点数值计算方法是可行的。3)针对某供水工程四级加压泵站,提出三种水锤防护方案,通过MATLAB软件进行数值模拟。结果表明减压阀出口设定压力越大,注入的空气质量越大,管道升压值越小。注气水锤防护措施是通过提高管道最小压力,而达到减小管道最大压力目的的。注气防护泵供水系统水锤效果显著。通过对不同水锤防护方案的最优防护效果进行对比分析,最终确定一套合理的水锤防护方案,以及注气水锤防护措施的参数,可为类似工程提供参考。

关键词：注气;水锤防护;泵站;特征线法;工况点

学科专业：市政工程

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题的背景与意义

1.2 国内外研究进展与现状

1.2.1 水锤理论的研究

1.2.2 水锤防护的研究

1.3 主要研究内容及技术路线

1.3.1 课题的提出

1.3.2 主要研究内容

1.3.3 技术路线

2 水锤基本理论

2.1 水锤的基本方程

2.1.1 刚性水锤方程

2.1.2 弹性水锤方程

2.2 水锤波的传播速度

2.3 水锤计算方法

2.3.1 特征线法

2.3.2 有限差分方程

2.4 本章小结

3 基本边界条件

3.1 阀门边界条件

3.2 水池边界条件

3.3 空气阀边界条件

3.4 泵端边界条件

3.4.1 水泵全面特性曲线

3.4.2 水泵机组的惯性方程

3.4.3 单泵单管边界条件

3.4.4 并联水泵边界条件

3.5 本章小结

4 注气水锤防护措施

4.1 注气水锤防护措施的结构及工作原理

4.2 建立注气水锤防护措施的数学模型

4.2.1 自由气体-离散模型

4.2.2 注气水锤防护措施的数学模型

4.3 选择注气水锤防护措施的安装位置

4.3.1 长距离输水管道中气泡启动临界流速

4.3.2 选择注气水锤防护措施的安装位置

4.4 本章小结

5 用数值方法求解离心泵运行工况点

5.1 单台离心泵运行工况点

5.2 离心泵并联运行工况点

5.3 离心泵串联运行工况点

5.4 算例

5.4.1 用数值方法求解水泵工况点

5.4.2 用图解法求解水泵工况点

5.5 本章小结

6 水锤防护工程实例计算

6.1 工程概况

6.2 不同的水锤防护方案

6.2.1 方案A:两阶段关闭蝶阀和空气阀防护

6.2.2 方案B:两阶段关闭蝶阀、空气阀和1处注气防护

6.2.3 方案C:两阶段关闭蝶阀、空气阀和2处注气防护

6.3 不同水锤防护方案的计算结果及分析

6.3.1 方案A:两阶段关闭蝶阀和空气阀防护

6.3.2 方案B:两阶段关闭蝶阀、空气阀和1处注气防护

6.3.3 方案C:两阶段关闭蝶阀、空气阀和2处注气防护

6.4 确定水锤防护方案

6.5 注气水锤防护措施参数计算

6.6 本章小结

7 结论与展望

7.1 研究结论

7.2 研究展望

致谢

参考文献