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蝶閥關閉時間對停泵水錘的影響分析

類別:蝶閥 | 作者:郭亞麗 張玉勝 | 發布日期:2018-08-03 09:33:24

    某灌區水泵從水庫取水,經壓力管路輸送至出水池,再通過明渠自流至農田進行灌溉。泵站設計凈揚程為65m,設計灌溉流量為0.3m3/s,泵站裝有2臺型號為DFSS250-6/4的單級雙吸離心泵,總裝機容量370kW。水泵進出水支管分別采用DN350、DN300的鋼管,出水總管采用長度為2400m的球墨鑄鐵管,管徑為DN600。單泵額定流量為0.15m3/s,額定揚程為72m,額定效率為0.79,額定轉速為1480r/min。為研究兩階段線性關閉液控蝶閥第一、二階段關閉時間對停泵水錘的影響,利用VisualBasic軟件,模擬泵站在不同蝶閥關閉時間下的停泵水錘值。研究成果對于改善管路壓力,確保泵站系統的安全運行具有重要意義。

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一、不同工況下停泵水錘計算

1 水錘計算數學模型 內容來自sx-yh.com

水錘計算的運動方程和連續方程分別為:

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    (2)

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    式中,g為重力加速度;H為壓力水頭;x為位置坐標,其正方向指向閥門方向;υ為管內水流流速,其正向為流向閥門方向;T為水錘發生時間;f為摩阻系數;D為輸水管徑;α為管路與水平面夾角;c為水錘波速。

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    停泵水錘的初始狀態即水錘發生前水泵穩態運行狀態,經計算單臺水泵工作流量Q1=0.195m3/s,工作揚程H1=66.438m,工作效率η1=0.695,基于此穩態結果計算停泵水錘。

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2.水泵出口閥門拒動作(無AG视讯试玩)工況 重慶AG视讯试玩

單臺水泵出口閥門拒動作(無AG视讯试玩)工況下的水錘計算結果見表1。由表1可知,單臺水泵運行在閥門拒工作時壓力管路壓力狀態及水泵最大反轉速度均不滿足規范要求,因此考慮采用液控蝶閥進行防護。

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表1 閥門拒動作(無閥)工況停泵水錘計算值 sx-yh.com

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注:Hmax為最大正壓;Hmin為最大負壓;n為最大反轉速度。 sx-yh.com

3 兩階段線性關閉液控蝶閥工況 本文來自重慶AG视讯试玩閥門

3.1 蝶閥數學模型

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蝶閥防護時的水頭平衡方程為: sx-yh.com

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式中,Hs為泵進水支管側的測管水頭;ΔH泵為泵的揚程;ΔH閥為蝶閥引起的水頭損失;Hp為泵出水總管側的測管水頭;ξ為蝶閥阻力系數,隨閥門開啟度而變化;A為蝶閥斷面積。 內容來自sx-yh.com

3.2 蝶閥防護工況下的停泵水錘計算

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以第一階段關閉70°、第二階段關閉20°為例,分析兩階段線性關閉液控蝶閥的關閉時間對停泵水錘的影響。為探究蝶閥第一階段關閉時間T1對停泵水錘的影響,取T1=2.0~5.0s,時間間隔ΔT=0.2s,取第二階段關閉時間T2=15、18s,停泵水錘計算結果見表2。 本文來自重慶AG视讯试玩閥門

表2 第一階段關閉工況停泵水錘計算結果

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注:“-”表示壓力為負值或水泵發生反轉,下同。

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蝶閥第二階段關閉時間為第一階段關閉時間的4~7倍,為探究蝶閥第二階段關閉時間對停泵水錘的影響,取T1=2.0、2.5、3.0、3.5、4.0s,取T2=dT1,其中d=4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0,停泵水錘計算結果見表3。 重慶AG视讯试玩閥門

由表2、3可知,單純采用蝶閥對壓力管路負壓無明顯改善,因此需考慮綜合措施防護停泵水錘。

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表3 第二階段關閉工況停泵水錘計算結果

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二、蝶閥關閉時間對停泵水錘的影響

根據表2、3計算結果,繪制停泵水錘發生時壓力管路最大正壓、水泵最大反轉速度隨蝶閥第一、二階段關閉時間變化的曲線圖,見圖1。由圖1可知:1T2一定時,壓力管路最大正壓與蝶閥第一階段關閉時間成正比。2采用蝶閥防護時水泵反轉速度改善明顯。T2一定時,水泵最大反轉速度與蝶閥第一階段關閉時間成正比。③T1一定時,壓力管路最大正壓與蝶閥第二階段關閉時間成反比。④T1一定時,水泵最大反轉速度與蝶閥第二階段關閉時間成正比。 本文來自重慶AG视讯试玩閥門

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圖1 Hmax、n隨T1、T2/T1變化的曲線 sx-yh.com

三、結論

  • 蝶閥第二階段關閉時間一定時,壓力管路最大正壓及水泵最大反轉速度均與蝶閥第一階段關閉時間成正比;蝶閥第一階段關閉時間一定時,壓力管路最大正壓與蝶閥第二階段關閉時間成反比,水泵最大反轉速度與第二階段關閉時間成正比。
  • 單純采用蝶閥防護時水泵反轉速度改善明顯,但壓力管路最大負壓無明顯改善,采用綜合防護措施時水錘防護效果較好。
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