長距離調水系統(tǒng)的瞬變流模擬與控制

前言第1章 緒論 1.1 水資源短缺與調水工程 1.2 調水工程的建設現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 1.3 瞬變流模擬與控制在調水工程中的作用 1.4 調水工程瞬變流研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢第2章 瞬變流模擬的基本原理 2.l 瞬變流的基本概念及危害 2.2 瞬變流的研究方法 2.3 瞬變流的基本方程 2.3.1 流體運動的基本方程 2.3.2 瞬變流基本方程 2.4 瞬變流的特征線計算方法 2.4.1 水錘特征線求解方法 2.4.2 特征線方程組的差分變換 2.4.3 離散網(wǎng)格劃分 2.4.4 瞬變流的基本計算流程 2.4.5 特征線方法驗證 2.5 水錘特征線方程的矩陣形式 2.5.1 水錘模型的矩陣形式 2.5.2 流速為變量的水錘計算模型第3章 調水工程中的邊界模型 3.1 瞬變流的基本邊界類型 3.2 狀態(tài)邊界條件的確定 3.2.1 上下游水位已知的邊界 3.2.2 管道下游端為閥門的情況 3.3 固定邊界求解模型 3.3.l 上游恒定取水口邊界模型 3.3.2 下游恒定水位邊界模型 3.3.3 調壓井邊界模型 3.3.4 溢流井邊界模型 3.3.5 分叉管邊界模型 3.3.6 分水井的邊界模型 3.4 動態(tài)邊界模型第4章 自流輸水形式的瞬變特性 4.1 自流輸水的條件及特征 4.2 自流輸水模式的基本調節(jié)方法 4.3 自流輸水模式的瞬變流特性模擬分析 4.3.1 基本概況 4.3.2 水錘波速分析 4.3.3 模型網(wǎng)格劃分 4.3.4 關閉控制閥的水力特性研究 4.3.5 開啟控制閥的瞬變水力特性研究第5章 自流輸水形式的瞬變控制方法 5.1 通氣孑乙的基本形式及邊界模型 5.2 通氣子L在自流輸水工程的水錘防護 5.2.1 關閉閥門的水力特性模擬 5.2.2 開啟閥門的瞬變流特性模擬 5.3 溢流調壓井在自流輸水工程的水錘防護 5.3.1 閥前溢流井的基本形式及邊界模型 5.3.2 發(fā)生溢流時的簡化邊界模型 5.3.3 溢流調壓井的交替模型 5.4 溢流調壓井防護特性分析 5.4.1 溢流井對關閉閥門的瞬變流影響 5.4.2 開啟閥門的水力特性模擬 5.5 延時調節(jié)在自流輸水工程中的水錘防護 5.5.1 延時調節(jié)在關閉閥門中的水力特性研究 5.5.2 延時調節(jié)在開啟閥門中的水力特性研究 第6章 加壓輸水管路的瞬變流模擬 6.1 加壓輸水的基本類型 6.2 水泵的運行區(qū)域劃分和數(shù)值全特性曲線 6.3 全特性曲線的擬合方法 6.4 全特性曲線3區(qū)修正 6.5 加壓水泵邊界條件模型 6.5.1 加壓輸水初始狀態(tài)邊界分析 6.5.2 水泵停機或失電邊界條件模型 6.5.3 水泉開機邊界模型第7章 高揚程供水管路的水錘特性研究 7.1 高揚程供水管路的啟動水錘模擬分析 7.1.1 單臺水泵啟動的水錘特性模擬分析 7.1.2 兩臺水泵同時啟動的水錘特性模擬分析 7.1.3 兩臺水泵錯時啟動的水錘特性模擬分析 7.1.4 高揚程供水管路的啟動水錘特性與優(yōu)化分析 7.2 高揚程供水管路的正常停機水錘模擬分析 7.2.1 單臺水泵正常停機的水錘特性模擬分析 7.2.2 兩臺水泵同時停機的水錘特性模擬分析 7.2.3 多臺水泵運行單臺水泵停機的水錘特性模擬分析 7.2.4 高揚程供水管路的正常停機水錘特性與優(yōu)化分析 7.3 高揚程供水管路的失電水錘模擬分析 7.3.1 水泵事故失電時的水錘特性模擬 7.3.2 高揚程供水管路的失電水錘防護措施分析第8章 高摩阻供水管路的水錘特性研究 8.1 高摩阻加壓管路的啟動水錘特性模擬 8.1.1 單臺水泵啟動的水錘特性模擬分析 8.1.2 兩臺水泵同時啟動討的水錘特性模擬分析 8.1.3 兩臺水泵錯時啟動的水錘特性模擬分析 8.1.4 高摩阻供水管路的啟動水錘特性模擬分析 8.2 高摩阻供水管路水泵正常停機水錘特性模擬分析 8.2.1 單臺水泵正常停機的水錘特性模擬分析 8.2.2 兩臺水泵同時停機的水錘特性模擬分析 8.2.3 多臺水泵運行單臺水泵停機的水錘特性模擬分析 8.2.4 高摩阻供水管路的正常停機水錘特性與優(yōu)化分析 8.3 高摩阻供水管路的失電水錘模擬分析 8.3.1 水泵失電停機的水錘特性模擬 8.3.2 高摩阻供水管路的失電水錘特性與優(yōu)化分析 第9章 貯壓空氣罐在海底管道中的水錘防護特性 9.1 海底輸水管路的基本特性 9.2 集成貯壓空氣罐水錘防護的基本原理 9.3 貯壓式空氣罐數(shù)值模型 9.3.1 水泵上游固定空氣罐數(shù)值模型 9.3.2 水泵下游可控空氣罐數(shù)值模型 9.4 空氣罐水錘防護的基本響應特性第10章 多級加壓泵站跨海輸水瞬變流模擬應用 10.1 輸水線路概化模型 l0.2 輸水線路特性參數(shù) 10.3 控制性建筑物及其特征參數(shù) 10.3.l PE管水錘波速與緩沖罐氣體質量 l0.3.2 緩沖罐氣體質量 l0.3.3 水泵全特性曲線 l0.3.4 加壓泵站的概化模型 10.3.5 特征線法網(wǎng)格劃分 10.4 一級加壓泵站水泵開機瞬變過程模擬與分析 10.4.1 一級加壓泵站水泵開機過程水錘計算 10.4.2 一級加壓泵站水泵開機優(yōu)化前后比較分析 10.5 一級加壓泵站水泵停機瞬變過程模擬與分析 l0.5.1 一級加壓泵站水泵事故停機工況計算結果 l0.5.2 一級加壓泵站水泵事故停機結果分析 10.6 二級加壓泵站水泵開機瞬變過程模擬與分析 l0.6.1 二級加壓泵站水泵開機過程水錘計算 lO.6.2 二級水泵開機優(yōu)化前后比較 10.7 二級加壓泵站水泵停機瞬變過程模擬與分析 10.7.1 二級加壓泵站水泵事故停機工況計算結果 l0.7.2 二級加壓泵站水泵事故停機結果分析 10.8 結果分析第11章 有壓與無壓結合的輸水線路瞬變模擬與分析 11.1 有壓與無壓輸水系統(tǒng)的瞬變特性 11.2 管渠復合的非恒定流模型 11.2.1 明渠非恒定流計算的基本方程 11.2.2 明渠非恒定流計算的插值特征線法 11.2.3 有壓管道特征線方程 11.3 管渠結合線路的瞬變流模擬應用 11.3.1 模型概化 11.3.2 明渠同步啟動時消力池壅水過程模擬 11.3.3 明渠正常運行時消力池壅水過程模擬 11.4 減緩消力池壅水措施和模擬結果分析第12章 泵站出口調壓池的水錘模擬與安全防護 12.1 工程整體布置 12.2 水錘計算基本參數(shù) 12.3 水錘模擬與比較分析 12.3.1 原方案水錘分析 12.3.2 調壓井方案水錘計算 12.3.3 調節(jié)池方案水錘計算 12.4 優(yōu)化分析參考文獻