當(dāng)前位置:首頁(yè) > 產(chǎn)品中心 > > 流體力學(xué)水力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置系列 > JYSL-FK輸水系統(tǒng)水力瞬變精細(xì)化模擬及防控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
簡(jiǎn)要描述:輸水系統(tǒng)水力瞬變精細(xì)化模擬及防控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)河海大學(xué)水利工程學(xué)科建設(shè)的重要內(nèi)容之一,依托水利部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、河海大學(xué)水力發(fā)電實(shí)驗(yàn)中心的條件,設(shè)計(jì)和搭建輸水系統(tǒng)水力瞬變的精細(xì)化模擬及防控技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)輸水管道系統(tǒng)可能出現(xiàn)的各類水力瞬變現(xiàn)象的精細(xì)化模擬及有效防控技術(shù)研究。本平臺(tái)一期規(guī)劃使用面積約54(13.5m*4m)平米。本期規(guī)劃包含兩套實(shí)驗(yàn)管道,分別為鋼管和有機(jī)玻璃管,兩套管道長(zhǎng)度約為250
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輸水系統(tǒng)水力瞬變精細(xì)化模擬及防控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)河海大學(xué)水利工程學(xué)科建設(shè)的重要內(nèi)容之一,依托水利部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、河海大學(xué)水力發(fā)電實(shí)驗(yàn)中心的條件,設(shè)計(jì)和搭建輸水系統(tǒng)水力瞬變的精細(xì)化模擬及防控技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)輸水管道系統(tǒng)可能出現(xiàn)的各類水力瞬變現(xiàn)象的精細(xì)化模擬及有效防控技術(shù)研究。本平臺(tái)一期規(guī)劃使用面積約54(13.5m*4m)平米。本期規(guī)劃包含兩套實(shí)驗(yàn)管道,分別為鋼管和有機(jī)玻璃管,兩套管道長(zhǎng)度約為250m,每套管道均為12層;鋼管布置在外側(cè),有機(jī)玻璃管布置在內(nèi)側(cè),使用同一套固定支架做固定支撐。
該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由三部分組成:1.輸水系統(tǒng)穩(wěn)壓設(shè)備;2.控制和測(cè)量平臺(tái);3.管道系統(tǒng)。輸水系統(tǒng)穩(wěn)壓設(shè)備包括兩個(gè)壓力罐(高水頭可達(dá)1.6MPa)、一臺(tái)井用潛水泵、兩臺(tái)并聯(lián)立式多級(jí)泵及其附件設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜瞬變流現(xiàn)象試驗(yàn)中的重力流和有壓流邊界條件,并保證高壓、穩(wěn)壓供水??刂坪蜏y(cè)量平臺(tái)包括水泵和閥門控制柜、傳感器(壓力、流量、加速度、應(yīng)變)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),用于實(shí)現(xiàn)泵、閥的自動(dòng)和聯(lián)動(dòng)控制,數(shù)據(jù)的測(cè)量、采集和后處理。管道系統(tǒng)包含兩套長(zhǎng)度均在250m左右、內(nèi)徑5cm的不銹鋼管系統(tǒng)和有機(jī)玻璃管系統(tǒng),以及管道中的各類閥門,用于研究不同類別或不同管材下的各類水力瞬變現(xiàn)象。
本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)涉及水力瞬變各類復(fù)雜問(wèn)題及安全防控研究。針對(duì)水力瞬變機(jī)理與特性規(guī)律研究主要包括:管道水錘、水氣兩相流(含滯留氣團(tuán)、均質(zhì)流、氣阻、氣泡流)、液柱分離與彌合、泄漏和阻塞、流固耦合、明滿混合流等;針對(duì)水力安全防控措施,主要研究閥門(空氣閥、泄壓閥、調(diào)壓閥)、調(diào)壓裝置(調(diào)壓井、調(diào)壓室)的工作特性與管道系統(tǒng)的水力參數(shù)。
2.1 水力過(guò)流特性及水力瞬變研究
(1)研究穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)工況下閥門的流量特性、開(kāi)度特性、不同開(kāi)度下的阻力系數(shù)及泄漏測(cè)試;
(2)研究穩(wěn)態(tài)工況下管件流量-阻力特征測(cè)試,即穩(wěn)態(tài)管道摩擦系數(shù)校核;
(3)研究瞬態(tài)工況下管道動(dòng)態(tài)摩阻特性;
(4)研究粘彈性管道中水體的瞬態(tài)特性,粘彈性管道的蠕變參數(shù)變化規(guī)律。
2.2 氣液兩相瞬變流動(dòng)特性研究
(1)研究管道充放水過(guò)程中水氣兩相耦合作用特性及變化規(guī)律,包括:管道充、放水過(guò)程中的壓力和流量變化規(guī)律、氣團(tuán)壓縮-膨脹-遷移-排放的動(dòng)態(tài)特性及其運(yùn)行參數(shù)的關(guān)系規(guī)律等;
(2)研究壓力高點(diǎn)滯留氣阻(in-line/off-line)或移動(dòng)氣阻對(duì)管道瞬態(tài)特性的影響;
(3)研究明滿混合流動(dòng)發(fā)生條件、瞬變特性與變化規(guī)律;
(4)研究管道均質(zhì)流水體中所含氣體的體積分?jǐn)?shù)、氣體溶解和析出對(duì)于水力瞬變的影響;
(5)研究蒸汽空穴和液柱分離產(chǎn)生時(shí)的瞬態(tài)特性,以及在氣泡潰滅和水柱彌合時(shí)的超高壓作用。
2.3 輸水系統(tǒng)安全防護(hù)研究
(1)研究不同管道系統(tǒng)發(fā)生純水錘和液柱分離條件下的流固耦合瞬變現(xiàn)象;
(2)研究管道故障的水力瞬變特性,包括管道泄漏、阻塞、氣阻的影響,以及相互間的耦合作用;
(3)研究鋼管系統(tǒng)末端瞬變發(fā)生處安裝粘彈性管道或粘彈性支管對(duì)水錘控制的影響;
(4)研究調(diào)壓室、調(diào)壓閥、空氣閥的水力特性及其對(duì)水錘壓力控制的影響;
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