非恒定摩阻及閥門關(guān)閉規(guī)律對(duì)水錘波的影響.pdf

1、水錘現(xiàn)象是有壓管道運(yùn)行中經(jīng)常遇到的問(wèn)題之一，其瞬間產(chǎn)生的壓力波對(duì)管道安全運(yùn)行產(chǎn)生的影響較大，甚至造成管道系統(tǒng)破裂損壞。因此，研究水錘發(fā)生過(guò)程中的壓力傳播變形規(guī)律，進(jìn)而釆取相應(yīng)的防治措施保障有壓管道系統(tǒng)的安全運(yùn)行是該領(lǐng)域研究的主要問(wèn)題之一。近年來(lái)，隨著傳感器等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，及發(fā)動(dòng)機(jī)在液體火箭的廣泛應(yīng)用，人們開(kāi)始嘗試對(duì)有壓管道水錘過(guò)程進(jìn)行精確控制，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行可靠性。由于水錘發(fā)生及傳播過(guò)程復(fù)雜，受多種因素的影響。因此，研究水錘現(xiàn)象中各

2、因素的影響，是實(shí)現(xiàn)對(duì)水錘精確控制的關(guān)鍵?；诖?，本文重點(diǎn)從非恒定摩阻和閥門關(guān)閉規(guī)律兩方面展開(kāi)研究。
　　本文基于運(yùn)動(dòng)方程和連續(xù)性方程，介紹了傳統(tǒng)水錘計(jì)算模型。從提高計(jì)算精度的角度，討論了不同處理摩阻積分項(xiàng)的方法；介紹了不同復(fù)雜邊界條件對(duì)應(yīng)的特征線方程；對(duì)傳統(tǒng)水錘計(jì)算模型進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明傳統(tǒng)水錘計(jì)算模型能很好的計(jì)算出水錘波動(dòng)過(guò)程的最大壓力值及最小壓力值等參數(shù)。
　　對(duì)于精準(zhǔn)的水錘壓力瞬變流動(dòng)過(guò)程的研究，本文引入更精確的非恒

3、定摩阻模型。非恒定摩阻模型釆用兩種方法求解，一種是引入Brunone附加摩阻模型與傳統(tǒng)特征線法相結(jié)合，建立相應(yīng)模型的特征線方程，另一種為使用邊界層理論和拉普拉斯變換法得到波動(dòng)過(guò)程的解析解。對(duì)兩種模型進(jìn)行了驗(yàn)證，并定量分析了兩種模型的模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)壓力值的吻合程度，結(jié)果表明非恒定摩阻不僅能預(yù)測(cè)水錘發(fā)生瞬間系統(tǒng)內(nèi)部壓力波動(dòng)的峰值，更能準(zhǔn)確的反應(yīng)出水錘發(fā)生后水錘波衰減的過(guò)程和發(fā)生相位偏移現(xiàn)象；通過(guò)分析變換非恒定摩阻系k值得到的模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)非