水电站引水压力钢管水锤升压的计算(3页).doc

《水电站引水压力钢管水锤升压的计算(3页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水电站引水压力钢管水锤升压的计算(3页).doc（3页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、-水电站引水压力钢管水锤升压的计算-第 3 页水电站引水压力钢管水锤升压的简略计算 说明：有压管路的锤击是由于流体的速度、动量变化引起的，流体的可压缩性和管路材料的弹性是锤击压强得以升降和传播的根源。设水电站引水压力钢管与阀门系统示意图如下，根据儒柯夫斯基锤击波和锤击压强理论，对该系统的水锤计算如下。设阀门的关闭时间为Ts，锤击波在管路中往复传递一次历时为T。则：当TsT时(即从进口到阀门的减压传递尚未到达阀门处，而阀门已经完全关闭)，将产生完全锤击(直接锤击);当TsT时为间接锤击。直接锤击情况下水锤增压p=CVo；间接锤击水锤增压p=CVoT/Ts。式中：为管路介质密度，C为锤击波传播速度

2、，Vo为流体初速。一、计算锤击波的传播速度C的儒柯夫斯基公式为：CDN1000=CDN1200=式中K为流体的弹性系数，此处流体为水，其K=Pa为流体密度，此处取水的密度，=1000Kg/md为管道内径，对乌恰纵横水电站，d=1000/1200mmE为管材的弹性模量，碳钢管E=196206e11Pa为管道壁厚，见下面计算式（此处结果已圆整）（注:壁厚越厚，锤击波速度越大。当第一相长t远远小于关阀时间，壁厚对水锤升压大小无影响）16mm=10.526+cP为管道计算压力，MPaMPa管材许用拉应力，Q235为80，Q345为110，MPa80MPac:附加腐蚀裕量，c=15mm二、计算锤击波的第

3、一相长T：T=2LC式中L为管路长度，此处取L=750m，C为锤击波速度，以最大的C计算将得到最短的T以最大的C计算将得到最短的T短=27501114.48=以最小的C计算将得到最长的T长=2750可以看出，当阀门关闭时间Ts=8秒时，Ts大于T，管道内产生的锤击波为间接水锤。管路越长，T越大，T/Ts越大，水锤升压也越大。三、计算管路流速根据标/s，换成流速Vo=Q/(r22/s，换成流速Vo=Q/(r22)=4.11m/s四、按间接水锤公式计算，水锤增压p=CVoT/Ts =10008=838033 Pa m水柱p=CVoT/Ts =10008=772179 Pa 77.2 m水柱五、根据

4、阀门设计手册给出的水锤升压简易计算公式公式来源：阀门设计手册P451，2000.4年版，杨源泉主编 阀门设计P238，1975年版，沈阳阀门研究所关闭阀门水锤升压计算公式为2此公式经单位换算同等变换后，等效于p=144*Vo/t，单位m水柱在本例中，Vo=4.456(4.11)m/s,关阀时间8s，计算得p=144*4.456（4.11）= 80.21（73.98）m水柱。可以看出，应用该公式所得计算结果与儒柯夫斯基公式的计算结果误差在5%以内。六、根据上述两种来源的公式计算，在设定的流速和8秒关阀的情况下，管路中产生的水击升压会达到约80m水头。七、根据标书，电站设计水头为102米，最大静水头未知。设最大静水头为102m，加上最大水锤升压水头83.8m，按最危险水头186米计算管道壁厚如下(以下取计算P=186m1.86MPa)： 采用Q235管材：= =12.254 +c （mm） 采用Q345管材：= =8.887 +c （mm）八、一般情况下，管路水锤升压最好不要超过最大实际水头的30%，若以此为目标反推关阀时间，则可求得关阀Ts21秒，分为两阶段关闭，第一阶段35秒快关，关闭阀门约80%开度，后约15s慢关，关闭剩余开度。以上计算仅供参考，笔者不承诺该计算可用于作为水电站其他设备、设施、管道计算的依据。