第八章瞬变流1试卷.ppt

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 ： （8-18） （8-19） 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数。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。 （8-20） （8-21） 【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。 0s 1s 2s 3s 4s Q=0.025 502 485 468 451 434 i=0.014 18 19 20 21 22 （三）扰动的影响区 沿管道不同的位置，受到扰动的影响的时间是不同的。 发生扰动的位置不同，管道沿线受到扰动影响的过程也不同。 以P点为起点，两特征线上方包络的范围内的状态受到影响。因此，该区间也被称为P点扰动的影响区。而两特征线下方区间管内没有受到P点扰动的影响，只取绝于初始状态，所以该区间也称为初始条件支配区。 （四）初始条件和边界条件 初始条件 稳定工况管内的压力分布和流量分配，作为瞬变过程计算的初值 边界条件 内部边界条件 外部边界条件 三、内部边界条件 管道变径点 内部局部损失 中间恒速泵站 减速离心泵 中间泵站失电 四、外部边界 上游边界 起点恒液位罐 首站恒速泵 下游边界 五、基本的计算程序 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 输油管道设计与管理 第八章 输油管道瞬变流 第一节 管道的瞬变流动过程 第二节 管道瞬变流动过程的数学描述与特征线解法 第三节 输油管道中的水力瞬变流动 第四节 输油管道瞬变流动过程的控制 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。 第一节 管道的瞬变流动过程 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。 第一节 管道的瞬变流动过程 一、水击的研究历史 1897年，茹可夫斯基（俄）发表了他的经典报告，全面而正确的阐述了水击的机理，给出了惯性水击压力和水击波传播速度的计算公式。 1902年，阿列维（意）建立了不稳定流动的微分方程，奠定了水击分析的理论基础。 20世纪60年代以后，借助于电子计算机的发展，数值法求解阿列维方程成为可能。斯特里特（美）1963年创建的特征线法，开创了水击分析的新局面。 二、水击产生的原因—流量突变 计划地调整输量或改变输送流程 开关阀门：阀门最后关闭的0.1～0.3秒，水击最强。 油品的注入与分输 泵站节流、调速、启停泵 改变输送压力、流量 油品切换 混油通过中间泵站 二、水击产生的原因—流量突变 事故引起的流量变化 停电 阀门失灵 管道泄漏 三、水击形成过程 水击过程四个阶段： 增压逆波 减压顺波 减压逆波 增压顺波 四、管道瞬变流的基本公式 直接瞬变压力公式 根据儒可夫斯基的水击理论，由流速瞬间变化直接产生的压力脉动值，可用下式计算 如果阀门阶段性关闭，则 四、管道瞬变流的基本公式 压力波传播速度 管内压力波的传播速度取决于液体的可压缩性和管子的弹性。