排灌机械工程学报

作者：刘光,吴国鸿*,吴如坤

单位：1. 海军潜艇学院, 山东 青岛 266042; 2. 清华大学能源与动力工程系流体机械及工程研究所, 北京100084

关键词：压力管道,瞬变流动,非恒定摩阻,快速关阀,负反射

基金：国家自然科学基金资助项目(52079066);军事训练条件建设项目(4142Z1441)

为提高1D水锤模型对有压管道瞬变流预测精度,在传统1D恒定摩阻模型中引入额外的瞬时附加摩阻项,建立了改进的非恒定摩阻模型.利用2个模型分别对3种不同初始流速工况的水库-管道-阀门系统压力瞬变特性进行数值模拟,并对比了不同模型的预测精度.结果表明:恒定摩阻模型和非恒定摩阻模型的压力波在第1个周期内的压力变化预测值均与试验值较为接近.而在第1个压力波周期以后,二者在低流速工况预测的压力峰值与试验值误差分别为4.4%和14.7%,改进的非恒定摩阻模型预测精度大幅提高.对压力波传播特性的研究表明,压力波在系统内不同位置处的传播和反射特性存在明显不同:在1个水锤波周期内,压力波在水箱处受到压强差作用产生全负反射,而在阀门处由于微流段的速度变化为0,仅改变了方向.研究结果能够为有压管道的安全稳定运行和优化设计提供一定的参考.

来源：2023年第10期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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