[發明專利]一種巖塞爆破水氣過渡過程水力特性的計算方法

有效

• 申請號: 202010168933.7
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111414679B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 陳勝;張健;張小瑩;俞曉東;王晶;陳雪
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14;G06F111/10;G06F113/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種巖塞爆破水氣過渡過程水力特性的計算方法，其特征在于，以巖塞爆破輸水管道為研究對象，建立相應的水氣兩相流動數學模型，由流量連續性方程、流量與水位關系方程、水頭平衡方程、通風豎井排氣特性方程及理想氣體的狀態方程，聯立求解；

所述流量連續性方程為：

式中，Z₁為主隧洞水位，A₀為支洞的面積，A₁為隧洞實際的過流面積，V為管道流速，Q₁為主隧洞內流量；

所述流量與水位關系方程為：

式中，A₂為支洞實際過流面積，Z₂為支洞水位；

所述水頭平衡方程為：

式中，g為重力加速度，P_a為當地大氣壓，P為隧洞內氣體的壓強，L為支洞長度，α為支洞水頭損失系數；

所述通風豎井排氣特性方程分為下列兩種情況：

1)空氣以亞音速流出：

2)空氣以臨界流速流出：

式中，為空氣質量流量；ρ₀為大氣密度；A_out為排氣時閥的流通面積；C_out為排氣時閥的流量系數；R為氣體常數，T為體系溫度，T₀為隧洞內氣體初始溫度；

所述理想氣體的狀態方程為：

式中，m₀為時刻為t₀空穴中空氣的質量，m為時刻為t空穴中空氣的質量。

2.根據權利要求1所述的巖塞爆破水氣過渡過程水力特性的計算方法，其特征在于，巖塞爆破輸水管道為無壓管道，管道內為無壓明渠流動。

3.根據權利要求1所述的巖塞爆破水氣過渡過程水力特性的計算方法，其特征在于，巖塞爆破時上庫邊界條件設置為爆破瞬間上庫壓力突增2～3倍。

4.根據權利要求1所述的巖塞爆破水氣過渡過程水力特性的計算方法，其特征在于，通風豎井的排氣特性以在豎井頂部設置一個空氣閥來替代，用于模擬系統內氣體的質量及壓力變化。

5.根據權利要求1所述的巖塞爆破水氣過渡過程水力特性的計算方法，其特征在于，將支洞設置為末端調壓井的形式，用于計算支洞處的溢流流量及溢流速度的變化。