漏失管网中瞬态压力的变化规律研究

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1、学校代号10532学号S1501000620分类号TU99密级公开硕士学位论文漏失管网中瞬态压力的变化规律研究学位申请人姓名赵彬伶培养单位土木工程学院导师姓名及职称许仕荣教授学科专业土木工程研究方向给排水管网系统及其优化论文提交日期2018年5月28日学校代号：10532学号：S150100062密级：公开湖南大学硕士学位论文漏失管网中瞬态压力的变化规律研究学位申请人姓名：赵彬伶导师姓名及职称：许仕荣教授培养单位：土木工程学院专业名称：市政工程1论文提交日期：2018年5月28日论文答辩日期：2018年5月31日答辩委员会主席：施周教授StudyonTransientPr

2、essureVariationinLeakyPipeNetworkbyZHAOBinlingB.E.（HunanUniversity）2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMunicipalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorXUShirongMay,2018漏失管网中瞬态压力的变化规律研究摘要城市供水管网是城市至关重要的基础性设施

3、之一，对保障社会稳步发展和居民正常健康生活起到积极作用。供水管网漏失是国内外给水行业面临的现实问题，管道漏失不仅浪费了水资源，而且对水务企业和社会造成巨大的经济损失。在实际给水管网运行时，由于阀门关闭、事故停泵、用水量突变等问题会造成管内水流压力的瞬变。当漏失管网产生瞬态负压时，外源污染物会从漏点进入供水系统，影响饮用水安全和居民健康问题；产生瞬态正压时，压强的急剧升高会损坏管道，影响管网正常工作的运行。因此，研究在漏失管网中的瞬态压力变化具有重要的现实意义。本文基于物理模型原理设计并搭建了漏失管网试验平台，通过控制自制调速球阀的关闭使管内产生瞬态压力，更换支管以模拟各种

4、管道形式，设置不同面积的圆形漏点以模拟漏失管道，通过阀门和上游设备控制管内流速、压力等工况条件，平台上安装的压力测量和采集系统可记录管内压力的变化信息，在此基础上研究瞬态压力在管内传播的幅值大小和衰减规律。试验主要以分析管内瞬变流变化的物理水力现象和理论计算为主，研究了管网中各位置的瞬态压力变化规律，内容如下：（1）通过对管网各位置瞬态压力的监测，根据数据结果分析影响因素对各个位置瞬态压力的影响、瞬态压力在不同布置形式管道内叠加和削减的规律以及在漏失管道内沿程传播的变化；（2）本文提出了瞬态压力的两个特征值：最大压降值、最大负压与最大正压差，以分析管内初始流速、漏点孔径、

5、管道形式、关阀时间等影响因素对漏点处的压力的作用；（3）总结了影响因素与漏点处瞬态压力的耦合关系，以瞬变流理论推导出经验公式，再结合软件进行优化得出漏点处瞬态压力的最大压降值。通过对试验结果进行分析，可得主要结论如下：（1）随着初始流速的增大，关阀时间的缩短，测压点处的波动越剧烈。（2）管内瞬态压力波受漏点的调节，在同一工况条件下，随着漏点孔径的增大，瞬态压力逐渐减小。（3）瞬态压力的变化与管道形式有关，尤其是支管的位置和数量。关键词：供水管网；瞬态压力；漏点；试验；影响因素；经验公式II硕士学位论文AbstractUrbanwatersupplypipenetworki

6、soneofthemostimportantbasicfacilitiesinthecityandplaysapositiveroleinensuringthesteadydevelopmentofsocietyandthenormalhealthylifeofresidents.Lossesofpipenetworkareacommonproblemindomesticandforeignwatersupplyindustries.Theproblemofpipelineleakagenotonlyleadstowastingwaterresources,butalso

7、causeshugeeconomiclossestowaterutilitiesandsociety.Whentheactualwatersupplypipenetworkisinoperation,thetransientpressureinthepipewillbecausedduetoproblemssuchasvalveclosing,accidentalpumpshutdown,andsuddenchangeofwaterconsumption.Foreignpollutantswillenterwatersuppl