排灌机械工程学报

北大核心,JST,CSCD,WJCI,

国内刊号:32-1814/TH

国际刊号:1674-8530

排灌机械工程学报杂志2023年第11期:基于CFD有压管道水锤特性分析

发布日期:

作者:王勇,*,熊伟,丁志瑶,皮勤,袁霄,刘厚林,李明

单位:1. 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心, 江苏 镇江 212013; 2. 苏州工业职业技术学院精密制造工程系, 江苏 苏州 215104; 3. 江苏振华海科装备科技股份有限公司, 江苏 泰州225500

关键词:关阀水锤,数值模拟,UDF,水柱分离

为了进一步揭示管路系统在不同流动条件下的水力过渡过程,减少水锤危害,以简化的直管路系统为研究对象,采用数值模拟方法对其关阀水锤进行了研究.基于SST k-ω湍流模型对直管路系统具有连续水柱的水锤现象进行了三维CFD计算分析,同时采用VOF多相流模型耦合Schnerr-Sauer空化模型对直管路系统伴有水柱分离的水锤现象进行了研究,得到了直管路系统在不同稳态初始流速和关阀方式下的瞬变流特性.研究结果表明:稳态初始流速较小时,不会产生水柱分离现象,稳态初始流速较大时,容易产生水柱分离现象;水锤波的传播大致可以分为4个阶段,水锤压力会在耗散作用下逐渐衰减,水柱弥合时会造成更大的水锤压力;稳态初始流速和关阀方式对水锤压力具有重大影响,水锤压力随着稳态初始流速的增大而增大,最大水锤压力与稳态初始流速近似呈线性关系,阀门“瞬间关闭”时水锤压力最大,“先慢后快”关闭时水锤压力最小.该研究对有压管道的水锤防护具有一定的指导作用.

来源:2023年第11期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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