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热水供热系统的水锤计算论文,理工论文论文,论文热水供热系统的水锤计算摘要热水供热系统发生水锤是集中供热发展进程中出现的实际问题,一旦发生,破坏力大,会导致财、物的重大损失,,建立了基本方程组,处理了常见的各种复杂边界条件,:物理上看合理、正确,计算结果与某国咨询公司计算结果吻合较好. 一、水锤的概念当压力管道中的流体因某些原因而产生流速的急剧变化时,由于流体的惯性作用而引起管道的流体压力急剧变化,这种现象作为水锤现象或流体瞬变过程. 1所示的简单的供热系统模型为例来说明水锤波的形成机理及其传播、,假设循环水泵a产生的压头与流量无关,水泵的吸入端和压出端连接膨胀水箱e和f, 使管网在任何水力工况下,水泵吸入端 6和压出端 1的总压头都保持固定不变。图1热水供热网模型图 a-- 循环水泵; b-- 止回阀; c-- 干线供水管上的调节阀; d-- 热用户; e-- 膨胀水箱; f-- 膨胀水箱当阀 C 全开、 VQ ,倘若由于某种原因, 阀C突然瞬间关闭,则点 3流速突然滞止为零,点2出现突然压力升高,从而使此部分流体的密度增大、流体压缩和管道膨胀;点3出现突然的压力降低,使这部分流体的密度减小、 C前后的压力以弹性波的形式由阀门 C迅速传向全部热水网管道。当快速关闭阀门 C时,上游管道中的后续流体仍以原来流速+V0 继续向阀门 C方向运动,与首先停留的流体相毗邻的流体一起填充了前一部分流体压缩和管壁膨胀而扩大了的容积之后,其流速也相继从+V0 骤降为零,随即产生升压, C向循环水泵 1时, 1一2管道中的全部流体速度都变为零,在这一瞬间, 管道中流体的动能全部转化为流体的弹性压缩能和管壁的变形能,1-2 管在正压力作用下呈现膨胀状态。当水锤波达到点 1时,由于点 1压力不变,所以在压力波达到的瞬间,点1 处于一种不平衡状态。点 1处流体密度首先恢复到原来状态,升压随即消失。由这一瞬间开始,压力波向反方向运动,管段 1-2 中流体产生与原来相反的流动, 这种降压以同样的传播速度向阀门 C 处传播,当其返回阀门 C 处时,管道 1-2 中的压力全部为 H1,即与点 1的压力相等。由于管道 1-2 中流体向循环水泵 a流动,而阀门处于完全关阀状态,无流体补充以维持这种流动,从而引起该处压力下降,流体密度减小和管壁的收缩,这种降压运动又以同样传播速度向 a处传播。当到达点 1时,管道中的流速都变为零。在这一瞬间,管道中全部流体的动能变为流体的弹性膨胀能和管壁的收缩变形能,管道中压力降低。管道 1-2 呈收缩状态。虽然管道 1-2 中流体压力降低,但由于点 1的水头高于管道 1-2 中的压力, 于是使点 1处的流体产生向阀门 C的流动,管道 1-2 中的压力开始升高,这种压力波以同要的速度向阀门 C 处传播,当传播到阀门 C 处后,压力回升到稳定值 H1。管道 1-2 呈收缩状态。由于磨擦以及流体和管壁的非完全弹性等作用,使振荡发生阻尼,压力波逐渐衰减,从而最