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输水系统水泵机组 暂态条件及其影响

文章来源:hpediter    发布时间:2020-05-23 20:39:07       发布人:经理人       字体大小:【大】【中】【小】

输水系统水泵机组 暂态条件及其影响

1.2泵组系统 瞬变工况泵组系统 瞬变工况与泵组前后管道系统 特性有关。根据能量水头平衡原理,当泵组系统正方向通过临界流量QCR时,如果能量水头达到平衡,显然下列公式应确定由HS+tdh ah=HP(1)提供 总能量水头;ah-出口阀后 能量水头损失泵组;HP—由于压力塔 调节和储存功能,泵组上游边界能量水头由于调节而在出口阀后 系统中 能量水头基本不变,而连接管中存在流动阻力,且随着流量 增加,HS值将减小,但为防止泵汽蚀,调压塔出口设计压头应能保证在任何工况下,受泵性能曲线 限制,HS可略大于泵允许 总汽蚀量,TDH随流量 增大而减小。Ah和HP随流量 平方变化。如果流量增加,它们也会增加。结果表明,气阀2.2方程组输水系统 瞬态条件为非定常流。在给定初始条件和边界条件后,采用特征差分法求解,差分方程组为力头和流。Ha,qa-t=J-1系统水头和流量 I-1段压力;HB,QB——t=J-1时系统中 水头和流量a t段1+1;X——距离步长;a——管道截面积;a——波速;G——重力加速度;a——管道沿线阻力系数。

1泵组1.1 瞬态特性在两级输水系统瞬态工况下运行时,往往需要从一个稳定工况调整到另一个稳定工况,以达到改变输水量 目 。流量随时间 连续变化本质上是非恒定流,称为瞬变流,因此整个调节过程属于瞬变流。如果从调节开始到结束,流量始终小于某一临界流量QCR,微信头像网该消息,并且在过渡过程中只有流量和能量头 大小发生变化,而没有液体流量 反向变化,这种只有单向变化 过渡称为过渡 好阶段。但是,有时需要对流量进行大幅度 调整和超越,导致不仅流量和能量头 大小发生变化,而且系统中 液体流动也会出现逆流,这就是所谓 第二阶段瞬变。一般来说,事故引起 瞬变流只是第二阶段。因此,非调节因素引起 瞬变流是正常调节引起 瞬变流 特例。非调节因素引起 瞬变流已经被大量研究。本文只讨论了由调节因素引起 暂态特性。

  1,A输水系统运行过程中,正常 工况调节和非正常 工况突变都是存在 ,试验测试和分析计算都已表明,这两种因素都会使泵组在瞬变工况下运行,也都会引发全系统 瞬变流动,使输水系统工况全面波动,严重时会脱离正常运行而出现事故,当泵组出现瞬变工况时,其转速、流量和能头都发生瞬时变化,包括叶轮 反转和过泵液流 反向流动,从而进入泵 全特性运行。并且这种变化会波及到输水管道系统中 产品设施,造成系统中出现截留气体和液柱分离,使全系统都处于振荡流动。

  2.四泵组系统瞬变计算 边界条件泵组系统核心是泵,其前后都与管路连接,泵后还要搭配控制阀,因此其边界条件应包括泵组,单管和阀 边界条伟2四.1泵组边界条件特性有关 数值下标,R-一额定值;5―一泵入口侧;u-一泵出口侧;0t=0 值2.四.2出口阀边界条件本文计算瞬变特性时,设定泵出口阀全开,其水力特性可用式(5)描述,在出口阀全开f=1,Q0=Qr时 水头损失为AH0,则不同流量下 水头损失按式(6)计算2.四.四泵组前后管路边界条件j时间代号。

  四.四下游泵组 瞬变工况上、下游泵组是串联在系统中 ,当上游泵组发生瞬变工况时,下游泵组也随之进入瞬变工况,见图和泵转速 变化规律。

  四泵组瞬变工况特性及分析四.1初始条件本文研究因正常工况调节产生 瞬变流动,考虑泵组调节范围和瞬变特性影响,在下面三种初始工况下,按流量逐渐增加 调节方式进行计算其瞬变过程 变量部分为能头H,流量Q和转速n,根据能头平衡和泵 特性,可构造出包括无量纲流量V和无量纲转速AL 方程组四.2上游泵组瞬变特性及分析输水系统为增加流量而进行工况调节时,上游泵组便进入了瞬变工况,并且由图可见,此时 瞬变工况存在着特性不同 两个阶段由可见,在瞬变 好阶段,流量逐渐增加,当流量超过Qr时,将符合式(2) 条件而发生第二阶段瞬变,泵出口流量突然下降,并出现倒流,这符合动力失灵 变化规律。而出口流量变化幅度随初始流量增加而减小。

  4上游调压塔 运行工况上游泵组 瞬变工况不但对下游产生影响,还会影响到上游调压塔内 水位和流量4.1调压塔 边界条件忽略惯性,并且因塔内速度水头较小,所以有妨和,图)中给出了Vu1=Aic时,泵入口压力n水头blishHplT塔底压力水头;分+NQ1塔前后管内农业工程学报流量;Q流入调压塔 流量再考虑上、下游管路 边界条件,于是可得调压必11水位;Aj――塔 截面积4.2调压塔内水位泵组 瞬变工况很快就在上游调压塔内反映出来,虽然系统内液流 倒流会使流入塔内 流量有所增加,但因塔 截面积较大,所以塔内水位略有上升后又很快回落。由于惯性回落值略低于起始值,但却始终保持在高于上游泵组入口压力水头 水平上。

  o-一转矩;2)泵组入口压力水头三种初始工况下泵入口压力水头 瞬变特性见由图可见,其变化基本与流量变化同步,在进,第二阶段时,出现突然升高 峰值,这是过泵阎庆绂等,输水系统中泵组瞬变工况及其影响液流倒流和叶轮反转造成 。由于上游调压塔 作用,压力水头又迅速回落,并大致保持在略高于好阶段 水平上。此外,初始流量小时,其峰值较高而回落后又较低。这与流量变化幅度是相对应 。

  显示 调压塔 水位变化,说明如果系统内出现像上游泵组那样 瞬变工况,可用调压塔来调蓄流量和阻尼瞬变压力水头,使系统很快消除由于瞬变工况带来 振荡流动5结论1)输水系统中泵组会因正常调节而出现瞬变工况,其两个阶段 特点是不同 ,尤其是瞬变第二阶段,因过泵液流 倒流和叶轮 反转,微信头像网商业讯息平台,会破坏正常输水乃至发生事故2)泵组瞬变工况对其上、下游系统中 流动会产生影响,如果这种情况出现在输水系统 两泵站间,无论是上游还是下游泵站 泵组出现瞬变工况,都会波及到另一泵站内 泵组也发生瞬变工况,在输水系统运行调节过程中,必须加以控制四)系统中设置调压塔和溢流装置,可调蓄瞬变流量和阻尼瞬变压力水头。引黄入晋工程各级泵站 上、下游设置 调压塔和溢流井,充分考虑了这种工况,以保证输水系统全线 安全正常运行。

  本文以引黄入晋工程部分管段 水工模型试验为基础,通过数值计算,论述泵组正常工况调节时 瞬变特性,分析产生原因及其对系统特性 影响,为类似 水利工程设计,运行和研究计算提供一个范例。

  由可见,叶轮出现反转,并且初始流量越小,其反转转速越高,因为流量小时泵出口压力水头较高此点在进行调节和瞬变控制设计时需要引起重视,并应将其控制在允许 飞逸转速14范围之内。

  由图可见,泵组工况也出现了倒流和叶轮反转,即在上游泵组瞬工况 影响下,下游泵组也同时产生了两个阶段 瞬变工况这种情况类似于实际工程中,由于运行调节造成 泵站间 相互干扰由此说明,上游泵站因调节造成 瞬变工况,会影响到下游泵站也发生瞬变工况,而不管下游泵站是否进行调节下游泵入口压力水头应当指出 是,下游泵组 瞬变工况特性,与两泵组间 距离,泵组自身特性,系统中 产品设施等有密切关系,因此实际情况可能会比图中所示 情况更为复杂,在类似研究计算时,应视具体情况而定。

  输水系统中泵组瞬变工况及其影响阎庆绂,微信头像网资讯部获悉,马素霞,李欣(太原理工大学,太原流量和调节幅度有关。泵组瞬变工况对全系统流动都会产生影响。系统中设置调压塔可以调蓄瞬变流量和阻尼瞬变压力水头。此成果可为类似 设计研究和计算提供一个范例。

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