成 果 简 介

应用场景

本技术应用于有压金属管道和非金属管道系统的水锤数值模拟分析，并提出水锤防护策略，目前主要应用于给排水管道系统设计前的水锤模拟分析以及设计阶段提出水锤防护方案等。

主要解决的问题

有压管道系统安全运行需要考虑水锤问题的危害，因此，在设计阶段需要对有压管道进行水锤模拟分析，并给出水锤防护策略。另外，高分子材料管道系统水锤分析过程中需要给定材料的本构参数，本技术通过系统辨识方法确定管道的本构参数，再进一步进行水锤数值模拟并合理地确定水锤防护策略。

技术要点

1.金属管道系统水锤数值模拟

首先，建立弹性管道瞬变流模型；其次，基于实验数据，对压力波波速、管道沿程阻力系数进行校核；再次，确定模型的网格数和管壁摩阻模型；最后，对实际案例进行数值分析，确定水锤最大压力值和管道系统可能存在爆管或泄漏等隐患部位。

2.非金属管道系统水锤数值模拟

首先，建立粘弹性管道瞬变流模型；其次，基于实验数据，采用参数辨识方法确定压力波波速和粘弹性管道本构参数；再次，确定模型的网格数和管壁摩阻模型；最后，对实际案例进行数值分析，确定水锤最大压力值和管道系统值可能存在爆管或泄漏等隐患部位。

3.有压管道系统水锤防护策略

首先，基于有压管道水锤分析结果确定的水锤最大压力值和整个管道系统的最大最小压力包络线；其次，分析确定可能存在爆管或泄漏等隐患部位，针对不同情况，选择不同的水锤防护设备；最后，对不同防护设备的防护效果进行比较分析，确定最优防护策略。

应用成效

采用有压管道水锤模拟分析及防护策略技术可高效地在设计阶段对有压管道水锤进行数值模拟，并提出合理地水锤防护策略，切实提高了有压管道运行的安全性。

目前，该技术已用于对长距离输水管道系统和排水管道系统中，取得良好效果。

适用范围

本技术在长距离输水管道系统及给排水管道系统的水锤数值模拟分析及水锤防护策略制定均有较广阔的应用前景。

联 系 人：孟庆焕

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