流體瞬變導致的管道振動研究

推導了輸流管道及生流體——結(jié)構(gòu)瞬態(tài)耦合時，流體的連續(xù)性方程和運動方程。以及流體瞬變導致的管道軸向和橫向振動方程。對輸流管道發(fā)生流體瞬變時液固耦合的數(shù)值計算方法進行了較深入研究。改進了特征線算法。將頻率相關摩擦模型向液固耦合情況下進行了推廣。提出了管道液固瞬態(tài)耦合的有限解法，建立了流體瞬變時液固耦合的一維有限元數(shù)值計算方法。所研制軟件全面考慮了流體和管道之間的泊松耦合、節(jié)點耦合和摩擦耦合。對于簡單管道系統(tǒng)，它能仿真出流體的瞬態(tài)壓力，速度和流體瞬變導致的管道振動位移及動態(tài)應力。建立了一套靈活的液壓管道實驗系統(tǒng)，進行了多種管道固定情況的實驗；采用小波分析等多種計算機信號分析法對實驗結(jié)果進行了處理。 2100433B

本書在總結(jié)國內(nèi)外研究成果的基礎上，從生產(chǎn)實際中所涉及的瞬變流問題出發(fā)，結(jié)合作者多年的研究成果，著重講述瞬變流的基本理論及其工程應用。主要內(nèi)容包括瞬變流基本理論、泵及泵站分析、液柱分離和彌合水擊、彌合水擊數(shù)學模型及數(shù)值解法、管網(wǎng)系統(tǒng)分析、瞬變流在堵塞檢測中的應用、瞬變流在泄漏檢測中的應用、長距離輸油管道的水力瞬變分析。

本書可供流體力學、油氣儲運工程等相關專業(yè)的本科、碩士、博士研究生學習使用，也可供從事液體管道瞬變流工作的科研、教學、設計人員參考。

水電工程中的管道水力瞬變問題，主要有水輪機突甩負荷和水泵事故斷電(又稱為動力丟失)，調(diào)壓室系統(tǒng)的涌浪波動，管道系統(tǒng)的水力振蕩。

在水力瞬變過程中可發(fā)生下述現(xiàn)象：

1. 管道水壓急劇上升;

2. 水壓急劇下降到蒸汽壓力而導致液體汽化和液柱分離，并在液柱重新聚合時產(chǎn)生巨大的沖擊壓力;

3. 管道水力共振;

4. 水輪機機組轉(zhuǎn)速上升超過允許值，或水泵反向飛逸轉(zhuǎn)速超過允許值。這些現(xiàn)象可導致管壁破裂、水輪機和泵部件損壞，造成災難性事故，應在設計和運行中盡量避免。

第一章　緒論

第一節(jié)　研究的目的及意義

第二節(jié)　研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)

第二章　瞬變流基本理論

第一節(jié)　瞬變流分析基本方程

第二節(jié)　瞬變流方程的數(shù)值解法

第三節(jié)　邊界條件的建立和求解

第三章　泵及泵站分析

第一節(jié)　離心泵及其特性

第二節(jié)　泵站分析

第三節(jié)　泵站的運行控制

第四節(jié)　泵站的水力瞬變

第四章　液柱分離和彌合水錘

第一節(jié)　氣體釋放

第二節(jié)　液柱分離和斷流空腔

第三節(jié)　斷流空腔與彌合水錘升壓的關系

第四節(jié)　完全斷流型空腔彌合水錘的形成過程分析

第五節(jié)　斷流空腔彌合水錘的防護措施

第六節(jié)　小結(jié)

第五章　斷流空腔彌合水錘數(shù)學模型及數(shù)值解法

第一節(jié)　斷流空腔彌合水錘數(shù)學模型

第二節(jié)　斷流空腔彌合水錘的數(shù)值模擬

第三節(jié)　斷流空腔彌合水錘工程實例分析

第六章　管網(wǎng)系統(tǒng)分析

第一節(jié)　管網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)流動分析

第二節(jié)　管網(wǎng)的瞬態(tài)流動分析

第七章　瞬變流在管道堵塞檢測中的應用

第一節(jié)　基于瞬態(tài)壓力信號分析的堵塞檢測

第二節(jié)　基于小波變換的信號分析方法

第三節(jié)　基于小波變換的堵塞點識別技術

第四節(jié)　應用實例分析

第八章　瞬變流在泄漏檢測中的應用

第一節(jié)　基于瞬態(tài)模型的泄漏檢測方法

第二節(jié)　基于瞬態(tài)負壓波的泄漏檢測方法

第九章　長距離輸油管道水力瞬變分析

第一節(jié)　水力瞬變分析軟件介紹

第二節(jié)　基于SPS的原油管道停輸再啟動分析

第三節(jié)　基于TLNET的原油管道泄漏量分析

參考文獻