摘要：长距离供水工程的安全稳定运行离不开水锤防护,然而传统的水锤计算模型和分析方法忽略了泥沙颗粒影响。该研究基于浆体水锤波速公式和管路当量摩阻公式构建特征线方程进行数值计算,并通过水库-管道-阀门系统(RPV)关阀水锤试验的压力数据进行模型验证;结合单向塔边界数学模型,探究了泥沙颗粒参数对某工程输水管路单向塔水锤防护效果的影响。结果表明:无防护掉电时,含沙工况下泵后的降压波幅值更大,较清水多出1.22m;含沙水管路沿线的最小内水压力均低于清水,差值最大为1.18 m。采用清水单向塔防护方案,除部分颗粒参数条件外(含沙量<10 kg/m^(3),颗粒直径=0.01mm),含沙管路沿线均会出现负压;其内水压力最小值随着颗粒直径和含沙量的增大而减小,最低可达-2.41 m。在给定的颗粒参数范围内,提出满足工程防护需求的含沙水单向塔防护方案,其塔高较清水方案需要提高4 m。相关研究成果可为高含沙流域长距离供水工程的水锤防护设计提供一定的参考。

摘要：管道爆管是输水工程的严重事故工况,危及工程的安全运行。以调压室理论为基础,建立了单向塔的水力计算模型;对爆管的物理过程进行了分析,揭示了爆管四个阶段的水流流动特性;从爆管瞬时降压入手,根据水锤波的传播特性,提出了管道爆管时输水系统的安全判据,并结合工程实例进行了分析。研究表明,爆管时输水工程的安全性受爆管点位置、单向塔位置及水位高度、管线的内水压力及允许的真空度等因素的制约,单向塔对爆管的瞬时降压具有一定隔断和削减作用,单向塔应有足够的体积,保证其爆管过渡过程中不漏空。

摘要：为减轻分布式泵群停电产生的负水锤对供水系统的危害,提出了一种单向塔和空气阀联合防护的方案,明确了单向塔的防护效果,给出了主管集中段设置空气阀的基本公式,并以坦桑尼亚城市供水工程为研究对象,通过数值模拟的方法,验证了其合理性。研究结果表明:单向塔和空气阀的联合防护相较于单一的单向塔防护,效果更好,可以大幅减少工程造价;单向塔直径和连接管直径均需结合实际工程进行参数优选。

摘要：采用水泵加压的供水工程,常在泵后设置空气罐以降低停泵负水锤。当管道供水流量大、泵扬程高时,空气罐所需体型往往较大。为降低空气罐体型,论文采用特征线法,建立空气罐数值模型,探讨空气罐和单向塔联合防护方案。结果表明:在泵后一定距离设置空气罐和单向塔,对减少空气罐体型效果明显,可降低工程投资及便于管理。