壓[Ya]力波動預[Yu]止閥能有效抑制泵(Beng)後閥(Fa)門關閉後的高壓水錘,那麼水錘現(Xian)象是什麼[Me]?水[Shui]錘的[De]計算方法是什麼?
在有(You)壓力的管道中(Zhong),由于一(Yi)些外部原因(如閥[Fa]門突然(Ran)關閉、水泵機[Ji]組突然關閉),水[Shui]的流速(Su)突然變化,導緻壓[Ya]力快速增[Zeng]加和減少的交替變化。這[Zhe]種水力現象稱為水錘或[Huo]水錘。
水錘[Chui]的基本方程是(Shi)由運動方程[Cheng]和連續性方程組成的一(Yi)組非線性雙曲偏(Pian)微分方程。直接求解這個組合方[Fang]程[Cheng]是非常困(Kun)難的,所以可以通過計算[Suan]雙曲型偏微分方(Fang)程的特征值來求解。在特征值約(Yue)束[Shu]下将偏微[Wei]分方程(Cheng)轉化為常(Chang)微分方程;
其中,g為局部重力加速度;a為水錘波(Bo)速;h是測壓管[Guan]的水頭;t是時間;v和v都是流量;f為管道摩(Mo)擦參數;d為管(Guan)徑;x是位置坐标。
根據特征線,通過公式(1)和(2)進行有限差分逼近,得到與圖1對應網格。在圖1中, x是格栅管段的長度;a為管(Guan)道截[Jie]面積;數值計算(Suan)采用[Yong]簡化[Hua]差分方[Fang]程格式:
圖1水(Shui)錘計算特征線網格
其中b=a/(ga);r=fx/(2G da 2)
公式中,CP和(He)cm是特征線方程的已知常數;b是管道的特征常數;r是管道的摩擦特性常數;Qi-1和qi-1分[Fen]别是i-1和I-1段的流量;Hi-1和hi-1分别是i-1和I-1段的測壓頭;Hpi和qpi是**節(Jie)中壓力計的壓頭(Tou)和流量。