為防止發(fā)生水錘事故,長(zhǎng)距離管道有壓自流輸水系統(tǒng)末端設(shè)置的控制閥門(mén)關(guān)閥時(shí)間一定要充分,關(guān)閥時(shí)間由仿真數(shù)值計(jì)算確定。給出的末端閥作為邊界條件的數(shù)學(xué)模型適用于蝶閥、活塞閥等諸多閥型。長(zhǎng)距離管道自流輸水系統(tǒng)的末端閥推薦采用活塞閥,末端閥為活塞閥的自流輸水系統(tǒng)推薦的關(guān)閥方式是線性關(guān)閥。

概述

　　近年來(lái)長(zhǎng)距離的大型調(diào)水工程趨向于采用有壓管道輸水。借助于地形上的優(yōu)勢(shì)，部分工程有條件實(shí)現(xiàn)自流輸水。為了調(diào)節(jié)輸水流量或應(yīng)對(duì)輸水工程設(shè)施的突發(fā)事件，必須在輸水管道上設(shè)置控制閥門(mén)�？刂崎y門(mén)如設(shè)在輸水管道的末端，其優(yōu)點(diǎn)是可直接調(diào)節(jié)流量，操作方便，很容易為業(yè)主接受，但是若操作不當(dāng)易發(fā)生水錘事故。控制閥門(mén)如設(shè)在輸水管道的首端，雖然可以避免發(fā)生水錘的困擾，但是運(yùn)行管理不方便，調(diào)節(jié)流量反應(yīng)慢，而且緊急情況下會(huì)發(fā)生大量棄水。后置控制閥的工程實(shí)例較多，但協(xié)調(diào)關(guān)閥速度快慢和水錘壓力大小之間的矛盾是控制閥后置方案設(shè)計(jì)中一個(gè)重要課題。關(guān)閥速度與關(guān)閥方式都會(huì)影響水錘壓力的大小。如后置控制閥( 以下簡(jiǎn)稱末端閥) 關(guān)得快，水錘壓力就大。若要水錘壓力小，必須慢關(guān)閥門(mén)。有的閥門(mén)須執(zhí)行先快后慢的兩階段關(guān)閥方式，才能既節(jié)約關(guān)閥時(shí)間，又減緩水錘壓力。本文介紹通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真數(shù)值計(jì)算模擬各類閥門(mén)，調(diào)整關(guān)閥方式、關(guān)閥速度與水錘壓力的關(guān)系，并給出工程實(shí)例的計(jì)算結(jié)果。

末端閥數(shù)學(xué)模型

　　末端閥( 圖1) 串聯(lián)在管道中，即閥門(mén)兩端都與管道相連接。

　　圖4 給出了蝶閥、活塞閥同樣是1 000s 線性關(guān)閥條件下閥前壓力波動(dòng)過(guò)程線。蝶閥閥前壓力波動(dòng)過(guò)程線在關(guān)閥過(guò)程的前700s 內(nèi)幾乎沒(méi)有反應(yīng)，直到800s 以后才能看到壓力有所升高，而活塞閥在2 0 0 s 后即有壓力的明顯上升。因而蝶閥在1 000s 的關(guān)閥過(guò)程中只是后面的250s 在起關(guān)閥作用，而活塞閥起作用的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)800s。即在同樣的1 000s 線性關(guān)閥的情況下，蝶閥實(shí)際起作用的時(shí)間只有250s，關(guān)閥速度遠(yuǎn)比活塞閥的800s 快，因而蝶閥的閥前壓力比活塞閥要高得多。

圖4 蝶閥活塞閥1 000s 線性關(guān)閥末端閥前壓力過(guò)程

結(jié)語(yǔ)

　　長(zhǎng)距離管道有壓自流輸水系統(tǒng)的控制閥門(mén)如設(shè)在末端，末端閥關(guān)閉時(shí)間一定要充分，否則易引發(fā)水錘事故。末端閥推薦采用活塞閥，活塞閥推薦的關(guān)閥方式是線性關(guān)閉，關(guān)閉時(shí)間由計(jì)算確定。