工业管道中的水锤PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1-1 水锤的基本概念及水锤事故 1

1-2 水锤分析的重要性 3

1-3 水锤研究的历史及现状 5

1-3-1 水锤研究的历史 5

1-3-2 水锤研究的现状 6

第二章 水锤分析的基本理论和方法 9

2-1 一维不定常流动的基本微分方程 9

2-1-1 运动方程 9

2-1-2 连续方程 11

2-2 水锤波在管道中的传播 13

2-2-1 波动方程水锤波的传播速度 14

2-2-2 水锤波的反射与通过 16

2-3 简单管路中的水锤波 23

2-3-1 末端阀门瞬时关闭产生的水锤波 23

2-3-2 阀门逐渐关闭时的水锤 28

2-3-3 末端阀门开启时的水锤 30

2-3-4 含气液体中的波速、气体释放 31

2-4 特征线解法 34

2-4-1 特征线方程 34

2-4-2 有限差分方程 36

2-4-3 基本边界条件的处理 38

2-5-1 在单管上的应用 43

2-5 特征线法在实际管线中的应用 43

2-5-2 在复杂管系中的应用 44

2-6 大摩擦和衰减 49

2-6-1 衰减和管线填充 49

2-6-2 摩擦项积分的二阶近似 51

2-7 带插值的特征线法 53

2-8 泵引起的水锤计算 56

2-8-1 离心泵的无量纲全特性曲线 57

2-8-2 停泵计算用的方程 62

2-8-3 管线中的单泵 65

2-8-4 串联泵系统 68

2-8-5 并联泵系统 70

2-9-1 集中元件 71

2-9 蓄能器和冷凝器的边界 71

2-9-2 考虑惯性和耗散的蓄能器 75

2-9-3 水冷凝器 76

第三章 防水锤止回阀的研究 79

3-1 研究目的普通止回阀的缺陷 79

3-2 新阀的设计思想和结构研究 80

3-2-1 新阀的设计思想 80

3-2-2 阀门的结构特点和工作原理 80

3-3 阻力特性的试验研究 83

3-3-1 试验的理论依据 83

3-3-2 试验装置 85

3-3-3 试验测量系统及仪器 85

3-3-4 结果及分析 87

3-4 针阀流量系数的试验研究 90

3-4-1 试验模型 91

3-4-2 试验装置与测量仪器 91

3-4-3 针阀流量系数的估算和试验结果 92

3-5 防水锤关阀特性的计算和软件编制 95

3-5-1 关阀特性及管网水锤计算的目的 95

3-5-2 计算模型和基本方程组 96

3-5-3 求解方案及结果 101

4-2 设计要求 103

4-2-1 阀门所在系统 103

4-1 研究目的 103

第四章 新型防水锤偏心蝶阀的研究 103

4-2-2 阀门的设计思想和要求 104

4-2-3 阀门的结构特点和工作原理 104

4-3 阀门阻力特性的试验研究 107

4-3-1 概述 107

4-3-2 试验的理论依据 107

4-3-3 试验装置 109

4-3-4 试验测量仪器 110

4-3-5 试验结果分析 110

4-4 水冲力矩的确定 112

4-4-1 简介 112

4-4-2 测量水冲力矩的试验研究 112

4-5-2 数学物理模型和基本方程组 120

4-5 防水锤关阀特性的优化计算 120

4-5-1 关阀特性优化的目标 120

4-5-3 上下游的边界条件 129

4-5-4 程序设计要点及计算框图 129

4-5-5 计算结果和工业性试验的验证 130

第五章 长输水管线的水锤分析 133

5-1 研究目的 133

5-2 系统简介 134

5-3 事故工况下的水锤计算和分析 136

5-3-1 停泵水锤计算及结果 136

5-3-2 不变波速的液柱分离 139

5-4 水锤的防护措施 140

6-1 密闭输油的先进性及其存在的问题 149

第六章 多泵站长距离的密闭输油管线的水锤 149

6-2 水锤数值模拟分析的目的 150

6-3 输油管线和泵站的瞬变计算 152

6-4 事故工况下水锤计算的软件编制 159

6-5 输油管线工业性水锤试验 164

6-6 结论 168

第七章 管道中的空泡溃灭水锤 170

7-1 空泡的形成与溃灭 170

7-1-1 空泡的形成 170

7-1-2 空泡溃灭水锤及其危害性 172

7-2-1 气泡均匀分布模型的基本方程 174

7-2 气泡均匀分布模型 174

7-2-2 特征线解法 175

7-2-3 Lax-Wendroff两步法 177

7-3 气泡离散布置模型 181

7-3-1 基本假设和气泡体积计算 181

7-3-2 模型的数学处理 182

7-3-3 实验验证 184

7-4 用VOF法计算截留蒸汽团溃灭水锤 185

7-4-1 蒸汽泡的形成与溃灭过程 185

7-4-2 管中液体运动的数学模型 186

7-4-3 确定自由液面形状的VOF法 190

7-4-4 边界条件的数学处理 194

7-4-5 蒸汽泡的溃灭计算 197

第八章 城市热水供热网的水锤分析 200

8-1 研究背景 200

8-2 热水供热网系统的水锤分析 201

8-2-1 最简单的热水供热模型及其水锤 201

8-2-2 热水供热网诱发水锤的原因 203

8-2-3 索引编码用于热网的水锤分析 203

8-2-4 基本方程和边界条件 205

8-2-5 供热网水锤分析计算的数理模型和模拟计算工况 207

8-2-6 计算结果 208

8-2-7 供热网水锤的防护措施 211

9-1 研究背景 212

第九章 核电厂液体冷却循环系统的水锤分析 212

9-2 压水堆、快堆核电厂冷却循环系统 213

9-2-1 压水堆核电厂液体换热循环系统 213

9-2-2 快速增殖反应堆换热液体循环系统 216

9-3 国外核电厂的水锤事故及分析 216

9-3-1 事故调查 216

9-3-2 美国SanOnofre核电厂严重的水锤事故 218

9-4 压水堆核电厂一回路的水锤分析 221

9-4-1 一回路示意图及说明 221

9-4-2 一回路停泵关阀的水锤模拟 224

9-5 压水堆核电厂主蒸汽回路在负载调节时的汽锤计算 231

9-5-1 二回路系统 231

9-5-2 主蒸汽回路在负载调节时的汽锤计算 233

9-5-3 蒸汽一元流动的基本方程 234

9-5-4 边界条件 236

9-5-5 初值计算 241

9-5-6 模拟工况 242

9-6 二回路主给水系统水锤计算 243

9-6-1 概述 243

9-6-2 系统 243

9-6-3 主给水系统中的重要设备 245

9-6-4 主给水系统水锤分析的数理模型、基本方程组及边界处理 248

9-6-5 摩擦项的修正 253

9-6-6 模拟工况计算说明及计算结果分析 253

9-7-2 三回路中产生水锤的主要原因 256

9-7 核电厂三回路水锤计算分析 256

9-7-1 核电厂三回路系统 256

9-7-3 三回路的水锤模拟计算 257

9-7-4 三回路计算系统模型 259

9-7-5 模拟事故工况和计算结果 260

9-8 快堆各回路系统的水锤分析 262

9-8-1 快堆的工作原理 262

9-8-2 发展快堆的优越性及意义 263

9-8-3 国内外快堆发展的现状 264

9-8-4 快堆各回路系统 265

9-8-5 快堆各回路水锤计算数理模型的建立及边界处理 268

9-8-6 模拟工况计算结果 274

9-9 压水堆核电厂水锤分析的试验研究 279

9-9-1 水锤模拟试验的分类和目的 279

9-9-2 一回路停泵关阀水锤试验研究 280

9-9-3 主蒸汽回路中主汽门突然关闭的汽锤试验 281

9-9-4 压水堆核电厂三回路水锤试验 283

9-10 火电厂冷却回路的水锤 285

第十章 流体瞬变与管道振动 286

10-1 流体的振荡运动 286

10-1-1 振荡流动的线性方程 286

10-1-2 流体管路系统的频率响应分析 291

10-2-1 气流脉动与管道振动的危害性 296

10-2 气流脉动与管道振动 296

10-2-2 气流脉动计算 298

10-2-3 简单管系的结构固有频率 300

10-2-4 复杂管系的结构固有频率计算 304

10-2-5 气柱固有频率 305

10-2-6 气流脉动的消减方法 314

10-2-7 管道振动的消减 318

10-3 水锤与管道结构的相互作用 319

10-3-1 基本方程 320

10-3-2 特征线差分法 324

10-3-3 边界条件 326

10-3-4 简单管道中水锤与管道的相互作用 329

第十一章 管道支撑设计和水锤防护规程研究 334

11-1 研究目的 334

11-1-1 研究支撑方式的必要性 334

11-1-2 研究水锤防护、监测运行规程准则的必要性 334

11-2 核电厂管道支撑方式的类型 335

11-3 控制操作系统及运行规程设计的防水锤性能 342

11-3-1 概述 342

11-3-2 研究内容 343

附录A单管计算程序 345

附录B单泵计算程序 348

参考文献 356

索引 362