第八章瞬变流1资料.ppt

输油管道设计与管理;第八章 输油管道瞬变流;稳定流动：压力管道中任一点的流速和压力仅与该点的位置有关，而与时间无关的流动称为稳定流动。 不稳定流动 瞬变流动（Transient flow）：流体从一种稳定流动状态过渡到另一种新的稳定流动状态的过程。 水击（Water Hammer ）：又称“水锤”。有压管道中因流速、压力急剧变化而引起压力波在水中沿管道传播的现象。 ;水击现象（Water-hammer Phenomena） ：在有压管道系统中，由于某一管路中的工作状态的突然改变，引起管内液体流速的急剧变化，同时液体压强大幅度波动，这种现象称为水击现象。 正水击（Positive Water-hammer）：当管道阀门迅速关闭时，管中流速迅速减小，压强显著增大，这种水击称为正水击。 负水击（Suction Water-hammer）：当管道阀门迅速开启时，管中流速迅速增大，压强显著减小，这种水击称为负水击。 ;一、水击的研究历史;二、水击产生的原因—流量突变;二、水击产生的原因—流量突变;三、水击形成过程 ;四、管道瞬变流的基本公式;四、管道瞬变流的基本公式;五、水击危害;六、水击分析的意义;七、水击的控制;压力保护装置和措施 调节阀 压力保护 泄压阀 回流保护 泵机组自动停运 超前保护;第二节 管道瞬变流的数学描述与特征线法;一、管道瞬变流动过程的数学描述;（一）运动方程;; ; ;把压力P换算成液柱高度：;（二）连续方程; ;二、特征线解法;（一）特征方程;（一）特征方程;（二）有限差分方程;沿管道（简单管道）长度等间距分成N段，每段长 ，称为空间步长，管道的结点数为N+1；压力波传播距离所需时间 ，称为时间步长。这样，把x-t平面画成网格。 ;;在一个网格范围内，沿特征线，在i-1和i之间，对方程分离变量后积分 ;由于无法知道瞬变过程中V与x之间的函数关系，后面一项积分只能作数值计算。对于摩阻较小的管道，后面一项积分可采用一阶近似方法计算。差分方程为 ;在进行管道瞬变流动计算时，往往用流量代替流速更方便。重新整理成下面的形式 ：;带有p下标的表示当前时刻的计算值，不带p下标的表示已知参数。显然， 是分别由i-1和i+1点已知的参数计算的常系???。联立求解（8-18）和（8-19）式可得 对于i结点， 时间终了时的参数和可由 时间开始时i-1和i+1结点的参数计算求得。 ;【例】站间管道如图所示，管材 ， 长25.5km，稳态下流量Q=0.025m3/s， （V＝1.47m/s），m=0.125，f=14.13，a=1214m/s，稳态时末端进站压头为434米。末端阀门在0s时瞬间关闭，上游罐液位恒定。; ;（三）扰动的影响区;（四）初始条件和边界条件;三、内部边界条件;四、外部边界;五、基本的计算程序