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文檔簡(jiǎn)介
1、-作者xxxx-日期xxxx水電站引水壓力鋼管水錘升壓的計(jì)算【精品文檔】水電站引水壓力鋼管水錘升壓的簡(jiǎn)略計(jì)算 說(shuō)明:有壓管路的錘擊是由于流體的速度、動(dòng)量變化引起的,流體的可壓縮性和管路材料的彈性是錘擊壓強(qiáng)得以升降和傳播的根源。設(shè)水電站引水壓力鋼管與閥門系統(tǒng)示意圖如下,根據(jù)儒柯夫斯基錘擊波和錘擊壓強(qiáng)理論,對(duì)該系統(tǒng)的水錘計(jì)算如下。設(shè)閥門的關(guān)閉時(shí)間為Ts,錘擊波在管路中往復(fù)傳遞一次歷時(shí)為T。則:當(dāng)TsT時(shí)(即從進(jìn)口到閥門的減壓傳遞尚未到達(dá)閥門處,而閥門已經(jīng)完全關(guān)閉),將產(chǎn)生完全錘擊(直接錘擊);當(dāng)TsT時(shí)為間接錘擊。直接錘擊情況下水錘增壓p=×C×Vo;間接錘擊水錘增壓p=
2、15;C×Vo×T/Ts。式中:為管路介質(zhì)密度,C為錘擊波傳播速度,Vo為流體初速。一、計(jì)算錘擊波的傳播速度C的儒柯夫斯基公式為:CDN1000=CDN1200=式中K為流體的彈性系數(shù),此處流體為水,其K=Pa為流體密度,此處取水的密度,=1000Kg/m³d為管道內(nèi)徑,對(duì)烏恰縱橫水電站,d=1000/1200mmE為管材的彈性模量,碳鋼管E=196206e11Pa為管道壁厚,見(jiàn)下面計(jì)算式(此處結(jié)果已圓整)(注:壁厚越厚,錘擊波速度越大。當(dāng)?shù)谝幌嚅L(zhǎng)t遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于關(guān)閥時(shí)間,壁厚對(duì)水錘升壓大小無(wú)影響)16mm=10.526+cP為管道計(jì)算壓力,MPaMPa管材許用拉應(yīng)力,
3、Q235為80,Q345為110,MPa80MPac:附加腐蝕裕量,c=15mm二、計(jì)算錘擊波的第一相長(zhǎng)T:T=2×L÷C式中L為管路長(zhǎng)度,此處取L=750m,C為錘擊波速度,以最大的C計(jì)算將得到最短的T以最大的C計(jì)算將得到最短的T短=2×750÷1114.48=以最小的C計(jì)算將得到最長(zhǎng)的T長(zhǎng)=2×750÷可以看出,當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)間Ts=8秒時(shí),Ts大于T,管道內(nèi)產(chǎn)生的錘擊波為間接水錘。管路越長(zhǎng),T越大,T/Ts越大,水錘升壓也越大。三、計(jì)算管路流速根據(jù)標(biāo)³/s,換成流速Vo=Q/(r2÷×2³/
4、s,換成流速Vo=Q/(r2÷×2)=4.11m/s四、按間接水錘公式計(jì)算,水錘增壓p=×C×Vo×T/Ts =1000×××÷8=838033 Pa m水柱p=×C×Vo×T/Ts =1000×××÷8=772179 Pa 77.2 m水柱五、根據(jù)閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)給出的水錘升壓簡(jiǎn)易計(jì)算公式公式來(lái)源:閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)P451,2000.4年版,楊源泉主編 閥門設(shè)計(jì)P238,1975年版,沈陽(yáng)閥門研究所關(guān)閉閥門水錘升壓計(jì)算公式為2此公式經(jīng)單位換算
5、同等變換后,等效于p=144*Vo/t,單位m水柱在本例中,Vo=4.456(4.11)m/s,關(guān)閥時(shí)間8s,計(jì)算得p=144*4.456(4.11)= 80.21(73.98)m水柱??梢钥闯觯瑧?yīng)用該公式所得計(jì)算結(jié)果與儒柯夫斯基公式的計(jì)算結(jié)果誤差在5%以內(nèi)。六、根據(jù)上述兩種來(lái)源的公式計(jì)算,在設(shè)定的流速和8秒關(guān)閥的情況下,管路中產(chǎn)生的水擊升壓會(huì)達(dá)到約80m水頭。七、根據(jù)標(biāo)書(shū),電站設(shè)計(jì)水頭為102米,最大靜水頭未知。設(shè)最大靜水頭為102m,加上最大水錘升壓水頭83.8m,按最危險(xiǎn)水頭186米計(jì)算管道壁厚如下(以下取計(jì)算P=186m1.86MPa): 采用Q235管材:= =12.254 +c (mm) 采用Q345管材:= =8.887 +c (mm)八、一般情況下,管路水錘升壓最好不要超過(guò)最大實(shí)際水頭的30%,若以此為目標(biāo)反推關(guān)閥時(shí)間,則可求得關(guān)閥Ts21秒,分為兩階段關(guān)閉,
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