壓力波動預止閥能有效抑制泵後閥(fá)門關閉後(hòu)的高壓水錘,那麼水錘現象(xiàng)是什麼?水錘的計算方法是什麼?
在有壓力的管道中,由(yóu)于一些外部原因(如閥(fá)門突(tū)然關閉、水泵機(jī)組突(tū)然關閉),水的流速突然變化,導緻壓力快速增加和減少的交替變化。這(zhè)種水力現象稱為水錘(chuí)或水錘。
水錘(chuí)的基本方程是由(yóu)運動方程和連續性方(fāng)程組成的一組非線性雙曲偏(piān)微分方程。直接求解這個組合方程是非常困難的,所以可以(yǐ)通過計算雙曲(qǔ)型偏(piān)微分方程的特征值來求(qiú)解。在特征值約束下将偏微分(fèn)方程轉(zhuǎn)化為常微分方程;
其中(zhōng),g為局(jú)部重力加速度;a為水錘波速;h是測壓(yā)管的(de)水頭;t是時間;v和v都是流量;f為(wéi)管道摩擦參數;d為管徑;x是(shì)位置坐标。
根據特(tè)征線,通過公式(1)和(2)進(jìn)行有限差分逼近,得到與圖1對應網格。在圖1中, x是格(gé)栅管段的長度;a為管道截面積;數(shù)值計算(suàn)采用簡化(huà)差(chà)分方程格式:
圖1水錘計算特征線網(wǎng)格(gé)
其中b=a/(ga);r=fx/(2G da 2)
公式中,CP和(hé)cm是特征線方程(chéng)的已知常(cháng)數;b是管道的特征常數;r是管(guǎn)道的摩擦特(tè)性常數;Qi-1和qi-1分别是i-1和I-1段(duàn)的流量;Hi-1和hi-1分别是i-1和I-1段的測(cè)壓頭;Hpi和qpi是**節中壓力計的(de)壓頭和流量。