文章摘要
王玲,王福军,黄靖,罗建群,桂新春,谢爱华.安装有空气阀的输水管路系统空管充水过程瞬态分析[J].水利学报,2017,48(10):1240-1249
安装有空气阀的输水管路系统空管充水过程瞬态分析
Filling transient analysis in pipelines with air valves
投稿时间:2016-08-29  
DOI:10.13243/j.cnki.slxb.20160909
中文关键词: 空气阀  空管充水  水锤  瞬变流  改进牛顿迭代法
英文关键词: air valve  pipeline filling  water hammer  hydraulic transient  improved Newton iteration method
基金项目:国家自然科学基金项目(51621061);“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD08B03,2015BAD20B01)
作者单位E-mail
王玲 中国农业大学 水利与土木工程学院, 北京 100083  
王福军 中国农业大学 水利与土木工程学院, 北京 100083
北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心, 北京 100083 
wangfj@cau.edu.cn 
黄靖 株洲南方阀门股份有限公司, 湖南 株洲 412007  
罗建群 株洲南方阀门股份有限公司, 湖南 株洲 412007  
桂新春 株洲南方阀门股份有限公司, 湖南 株洲 412007  
谢爱华 株洲南方阀门股份有限公司, 湖南 株洲 412007  
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中文摘要:
      在输水管路系统中,空气阀在预防水柱分离及再弥合水锤方面发挥着关键作用。现有空气阀的应用研究多集中于满管流状态,但对于空管充水阶段空气阀的水锤防护研究较少。为此,本文建立了空管充水过程中空气阀的数学模型,提出了一种基于改进牛顿迭代法和直接求解法相结合的求解空气阀模型的计算方法,分析了进气阀、普通进排气阀和进气微排阀3种类型的空气阀在曲折管线空管充水过程中的水锤防护效果。定量分析表明,为预防空管充水过程中出现的水柱分离及再弥合高压水锤,选择大口径进气,微量排气的空气阀最为合适。该研究对安装有空气阀的输水管路系统的空管充水瞬态分析具有一定的参考价值。
英文摘要:
      Air valve plays a critical role in prevention of column separation and water hammer in pipeline systems. The existing research on air valve application focuses on full pipe flow field, but few studies on water hammer protection with air valve in filling process are considered. To this end,the mathematical mod-el of air valve during pipeline filling is built. A method that combines improved Newton iteration method with direct solving method is proposed in order to calculate the air valve model. On this basis,three differ-ent types of air valves including air admission valve, air inlet and release valve, and air inlet and micro exhaust valve are employed to study the effect of air valve on filling transients. It is indicated that the air inlet and micro exhaust valve is the most appropriate air valve type for the water hammer protection during pipeline filling. This research provides the reference value for the filling transient analysis in pipelines with air valves.
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