[發(fā)明專利]一種并聯(lián)多排管供水管網(wǎng)水擊壓力控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810245769.8
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108733097B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉洋;郭立;沈繼彬;唐斌運;楊戰(zhàn)偉;曹慶紅;許康
• 申請（專利權(quán)）人: 西安航天動力試驗技術(shù)研究所
• 主分類號: G05D16/16
• 分類號: G05D16/16
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

1.一種并聯(lián)多排管供水管網(wǎng)水擊壓力控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對并聯(lián)多排管供水管網(wǎng)進行放水試驗，確定待測管網(wǎng)的主管路阻力系數(shù)、分支管路阻力系數(shù)；確定額定壓力下各閥門動作時間與對應(yīng)分支管路內(nèi)流速的關(guān)系；

1.1)確定待測管網(wǎng)的主管路阻力系數(shù)及分支管路阻力系數(shù)；

1.2)在待測管網(wǎng)的各分支管路上安裝流量測量元件，關(guān)閉該分支管路閥門，記錄閥門關(guān)閉的初始時間及完全關(guān)閉時間，獲得各分支管路內(nèi)介質(zhì)流量與閥門關(guān)閉時間的對應(yīng)關(guān)系，得到介質(zhì)流速與閥門關(guān)閉時間的對應(yīng)關(guān)系式；

2)建立供水管網(wǎng)的水力模型，水力模型包括模型主管路、多路并聯(lián)的模型分支管路；

3)在建立的水力模型中，優(yōu)化各閥門動作順序；

4)通過步驟1.2)得到的介質(zhì)流速與閥門關(guān)閉時間的對應(yīng)關(guān)系式，利用特征線法計算待測管網(wǎng)各分支管路閥門關(guān)閉過程中，主管路內(nèi)壓力波衰減至管路設(shè)計壓力以下的時間△Ti，取安全系數(shù)b，確定待測管網(wǎng)各分支管路閥門動作的間隔時間△ti＝b△Ti；

5)通過步驟1.2)得到的介質(zhì)流速與閥門關(guān)閉時間的對應(yīng)關(guān)系式，利用特征線法計算閥門關(guān)閉過程中，對應(yīng)待測管網(wǎng)分支管路內(nèi)產(chǎn)生的間接水擊壓力，以間接水擊壓力小于管路設(shè)計壓力為目標，確定各閥門動作時間δti；

6)依據(jù)步驟4)的△ti、步驟3)的閥門動作順序、步驟5)的δti，獲得待測管網(wǎng)并聯(lián)供水管網(wǎng)水擊壓力的控制方式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)多排管供水管網(wǎng)水擊壓力控制方法，其特征在于，步驟1.1)具體為：

放水試驗時，打開待測管網(wǎng)主管路閥門及所有分支管路閥門，測量主管路進口壓力P、出口壓力P₀及主管路內(nèi)介質(zhì)流速v₀，分支管路出口壓力P₁及各分支管路內(nèi)流速v_n，利用式(1)確定主管路阻力系數(shù)λ₀；利用式(2)確定分支管路阻力系數(shù)λ_n；

對于主管路有：

對于分支管路有：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的并聯(lián)多排管供水管網(wǎng)水擊壓力控制方法，其特征在于，步驟3)具體為：

設(shè)水力模型共有n路分支管路，則各分支管路在其閥門打開時，管內(nèi)壓力與流速的關(guān)系為：

推導(dǎo)得：

推導(dǎo)得：

式中：λ_總為管路總阻力系數(shù)；λ₀為待測管網(wǎng)主管路阻力系數(shù)；λ_n為待測管網(wǎng)分支管路阻力系數(shù)；ρ為流體密度，kg/m³；v為流體速度，m/s；g為重力加速度，9.8m/s²；P為主管路進口壓力，Pa；P₁為分支管路出口壓力，Pa；Δv為流體速度變化值，m/s；

比較單獨關(guān)閉各路閥門前后，主管路內(nèi)液體介質(zhì)流速的變化率，當關(guān)閉第i路閥門時，主管路流速變化率△v/v最大，則將該閥門作為優(yōu)先關(guān)閉的閥門；該閥門關(guān)閉后，再次比較剩余的n-1路閥門的關(guān)閉對主管路內(nèi)液體介質(zhì)流速變化率的影響，關(guān)閉對其影響最大一路閥門，依次類推，直至各分支管路內(nèi)所有閥門均完全關(guān)閉，主管路流量為零，最終確定各閥門關(guān)閉順序。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的并聯(lián)多排管供水管網(wǎng)水擊壓力控制方法，其特征在于：步驟4)中的安全系數(shù)b＝1.1-3。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的并聯(lián)多排管供水管網(wǎng)水擊壓力控制方法，其特征在于：步驟4)中的安全系數(shù)b＝1.5。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的并聯(lián)多排管供水管網(wǎng)水擊壓力控制方法，其特征在于：步驟2)中模型主管路包含的參數(shù)有：主管路直徑、壁厚、長度、彈性模量、阻力系數(shù)、管入口標高、管入口壓力、管出口標高、管出口壓力；模型分支管路包含的參數(shù)有：各分支管路直徑、壁厚、長度、彈性模量、阻力系數(shù)、管入口標高、管入口壓力、管出口標高、管出口壓力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的并聯(lián)多排管供水管網(wǎng)水擊壓力控制方法，其特征在于：步驟2)中利用flowmaster軟件建立管網(wǎng)的水力特性模型。