管道产生水击的原因分析

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1、第卷第期油气储运气勺气今飞才研究才蛛峰纷峥勺映管道产生水击的原因分析赵竟奇’中国石化集团管道储运公司勘察设计研究院〕赵,,,。竟奇管道产生水击的原因分析油气储运一,摘要分析了造成管道水击的原因指出管道产生水击的外因是瞬时关闭阀门或突然断电,,一个弹性水,流停泵管道的水击的内因是液体和管子具有弹性管道是力系统动的液体具有动能,为管道水击提供了动力。介绍了管道水击理论及水击过。与惯性程管道水击波传播速度与液体的、、,列出了。物理性质管材的物理性质及规格管道敷设方式有关水击运动微分方程组主题词管道水击原因分析“”,水击在管道运行中是时有发生的一种特殊重要液体视为一条整体的刚性水柱在管道各个截面。,上

2、的,而与位置无关,一现象通常管道在稳定状态下运行时流动液体各个液体流速只是时间的函数,。截面上的流速与压力平均值保持不变或者变化很刚性水击理论仅适用于液体流速变化相当缓。,“,当管,小但管道是一个整体的水力系统牵一发而动全慢或长度很短的管道道直径相同时液体在管身”,所输液体种类的改变、局部管段输送条件的变道任何截面与时间的流速都相同。化、运行参数的调整及泵站设备的故障都会引起管。、道中流动液体水力状态发生变化尤其是在突然停〔〕二理想水击过程泵停电、泵故障或快速开、关阀门时,管道中流体,各个截面上的流速与压力将发生急剧变化管道运、理想水击过程。,行的稳定状态遭到破坏在生产上把这种管道压力、、。水

3、击试验装置由储罐短管阀门等组成储罐,突然发生瞬变可能危及管子与设备安全的不稳定液面恒定,短,管长度为液体粘度与管道摩阻忽略。、状态称之为水击水击会引起管道中的液体密度管不,,。计阀门全部开启液体自流水击发生前是稳定,道压力及管子截面积同步发生周期性的增减变化流动,,状态储罐恒定液面的压力为等值地传递,,不论造成管道压力过高或过低还是造成管道振动到短,管的各个截面上管道水力坡降线是一条从储。都可能引发严重的后果,罐恒定液面引出的水平线水击引起的压力增减变化值叠加在这条水平线上。若全线存在下列情况见、管道水击理论〔‘〕图,,。即一则当瞬时关闭阀门时管道发生水击、弹性水击理论尸。,考虑液体的压缩性和

4、管材的弹性在管道。,各个截面上液体的流速是位置与时间的函数。一,。弹性水击理论适用于长距离和液体流式中液体流速,,。—速较大的管道实践证明这个理论与实际情况相符尸液体密度、刚性水击理论—管道压力,—忽略液体的压缩性与管材的弹性把管道内的管子截面积—·一。江苏省徐州市翟,山区电话油气储运年。液体自流时的速度时间—。。户液体自流时的密度水击波传播速度——,。当阀门瞬时关闭后在靠近阀门的无限短管段液体自流时的管道压力—。刃,,。八内的液体首先停止流动一。其动能转化为势液体自流时的管子截面积—。,、能该管段的液体受到压缩密度增加△尸压力升高、。△管子截面积膨胀乙魂见图八管段的这,种变化以增压波的形式从

5、阀门向上游传播直口到。,,、川圈川、储罐届时短管内的液体停止流动全线、刁。、。、。。尸△“△月△见图盯〔涌片州价引汉第二阶段卜,刀,,川翌川「一万头飞丁一口,短管匕丛当增压波到达储罐的出处时内停止流口,。,动的液体处于压缩状态管子处于膨胀状态此刻琴困川苗,,管道压力高于储罐压力管压与罐压不平衡在压差丫门,短,一。。作用下管中的液体向储罐倒流在靠口△沉近储罐出处的无限短管段内的液体首先体积。冷琴鹭川膨胀,密度减小△、压力降低△、管刊丁川⋯兰‘【⋯,⋯⋯子截面积收缩。△见图△一。尸,,管段的变化以减压波的,。二立形式从储罐向下游传播直到阀门,,,刁国届时短管内的液体从阀门向储罐倒流全线谓川考“一。

6、、。、。、。见图。第三阶段一一一一一几不一川日,’一刀下歹、飞石七、了『、,短当减压波到达阀门时管中倒流的液体在惯几,。。性作用下继续向储罐倒流二一在靠近阀门的一——二二二二二二霖蕊幕二二二遗△以,卜无限短管段内的液体因阀门关闭无补充引起庄可们爪爪一三珊俪例泪,△、体积继续膨胀密度再次减小夕压力再次降低△、生,七管子截面积再次收缩山并停止倒流见图。合二管段的这种变化继续以减压波一的形一。垂,。圈压曰曰日’、⋯”””十、式从阀门向上游传播直到储罐”卜一州届时,短,、管内的液体停止从阀门向储罐倒流全旦二二一、。△产、。△、。线一一一一见’伙云图。第四阶段丝一,乙一舀,哭飞妥图理想水击过程,、当减压

7、波到达储罐的出口处时短管内停止例水击周期,流的液体处于低压和静止的膨胀状态管子处于收第一阶段。,,,缩状态此刻储罐压力高于管道压力罐压与管压乓冬一,,汉不平衡在压差作用下储罐中的液体又向短管流,。。式中一一水击波传播到管道该截面处时经历的动一在靠近储罐出口处的无限短管段山内第卷第期赵竟奇管道产生水击的原因分析,、、,,的液体首先受到压缩密度增加△压力升高△续受到压缩体积继续减小而液体密度进一步增。