水擊操縱是給水管道系統(tǒng)開發(fā)的一項主要具體內(nèi)容。水擊的產(chǎn)生與閘閥的快速關掉/打開相關,因為閘閥關掉/打開時長Ts與水擊波的相長T的差別,主要表現(xiàn)為立即水擊和間接性水擊二種方式。
當Ts﹤T時,在閘閥關掉流程中,反射面過來的水擊波并未抵達閘閥時,閥已關掉,水擊波所形成的氣體壓強提高值無影響功效,這類水擊稱之為立即水擊,閘閥開情況與關掉情況恰好反過來,配有一般截止閥的恒壓供水系統(tǒng)中經(jīng)常造成立即水擊。
當Ts﹥T時,在閘閥關掉流程中,反射面過來的水擊波抵達閘閥時,閥門并未徹底關掉,水擊波造成的氣體壓強升值遭受了影響,水擊最高值被減少,這類水擊稱之為間接性水擊。在同一標準下,立即水擊比間接性水擊的不良影響要大很多,傷害較大的是掉線拍照水擊。株洲市南方地區(qū)閥門制造有限責任公司生產(chǎn)制造的多用途水泵控制閥,便是根據(jù)操縱閥體的關上情況,導致間接性水擊的產(chǎn)生標準來保持管路系統(tǒng)的水擊安全防護的。
1.水擊波增加壓力值的概念測算
給排水系統(tǒng)軟件水擊波的工作壓力最高值P為離心水泵的額定值一致P1和水擊工作壓力升值△P的迭加值即:
P=P1 △P(1)
(1)立即水擊工作壓力升值△P
按儒可洛夫斯基公式計算,可以測算恒壓供水系統(tǒng)中產(chǎn)生立即水擊時的工作壓力升值△P
(2)
△P—立即水擊的工作壓力升值,Kpa;
V0—水擊造成前管路中的均勻流動速度,m/s;
V—水擊造成后管路中的均勻流動速度,m/s;
(3)
式中,K:水的彈性模具,N/m2;K=2.04×105N/cm2
E:壁厚原材料的彈性模具,N/m2,無縫鋼管或鋼筋混凝土管,EO=2.04×107N/cm2
D:供水管道的孔徑,mm;δ:供水管道的壁厚存度,mm;
CO=K/ρ,在相對密度為ρ,彈性模具為K的無邊界液態(tài)物質(zhì)中音效的傳播速率,針對水,CO=1425m/s。
從式(2)可以看得出,當管路原材料以及所傳送的物質(zhì)明確之后,立即水擊的工作壓力升值△P,是管經(jīng)和流動速度的函數(shù)公式,△P=f(V,1/D),立即水擊的工作壓力升值△P伴隨著流動速度的增加而擴大,伴隨著管經(jīng)的提高而減少。因此在工程技術中可以利用減少流動速度即擴大管經(jīng)來減少水擊的傷害。
(2)間接性水擊工作壓力升值△P1的測算
間接性水擊的工作壓力升值測算比較復雜[2][3],可按流體力學公式開展測算
△P,=T/Ts·△P(4)△P'—間接性水擊時的壓力升值,Kpa;
因為產(chǎn)生間接性水擊時,Ts﹥T,由式(4)得知,△P'﹤△P,即一樣標準下間接性水擊較立即水擊的水錘工作壓力最高值要小。
當閘閥的關掉(打開)時長Ts,水擊波的相長T明確以后,可以按(4)式立即測算間接性水擊的工作壓力升值。在具體采用離心水泵多用途閥時,當孔徑超過DN800時,一般以Ts=(1.3-1.5)T,Ts≯2.0T為宜。當管道直徑較小、管路不長時,Ts可以適度增加,閉閥歷經(jīng)Ts可以是水擊相T=2L/C的2-10倍,把具體水擊工作壓力P限制在可靠范疇內(nèi)??筛鶕?jù)調(diào)節(jié)閥開閉姿勢時長(3~120s),使測算水擊工作壓力最高值低于1.5倍離心水泵壓力。這一點有別于液控緩閉閥,液控緩閉閥是根據(jù)快關、慢關兩環(huán)節(jié)完成的,在快關環(huán)節(jié),關掉視角大,約為60-80%,而時長很短,為1-2s;在慢關環(huán)節(jié),關掉視角小。關掉時長過長,非常容易造成
二類壓力容器中的水很多逆流,使離心水泵翻轉(zhuǎn)速率超出規(guī)定值,或是導致二類壓力容器中的管口被迅速扯斷,一部分管段發(fā)生真空泵,乃至造成掉線拍照水擊。
2、多用途水泵控制閥的水擊操縱全過程
多用途水泵控制閥是一種新式的水力控制閥門,一閥可與此同時取代現(xiàn)行標準離心水泵壓自來水管上的電動式蝶(閘)閥、節(jié)流閥和水錘消除器,并能全自動完成開泵時的緩開(準軟起動),停泵時的速閉/緩閉,大部分可以完成現(xiàn)行標準液控緩閉閥的作用,即兩環(huán)節(jié)關閥全過程,合理地避免水擊安全事故的造成,但它無一切電氣控制系統(tǒng)驅(qū)動力或外力作用汽壓系統(tǒng)軟件。在油路板設計方案上還使用了寬油路板流線形設計方案,合理地減少了流水摩擦阻力。
多用途水泵控制閥的水擊安全防護全過程:離心水泵起動前,閘閥出入口端工作壓力的作用在分配閥板上,主閥板處在關掉部位,與此同時脈沖阻尼器控制板的胸腹腔連通工作壓力水,下腔則與閘閥進口的端低電壓互通。離心水泵運行后,閘閥進口的工作壓力慢慢上升,與此同時工作壓力水根據(jù)閘閥進口的端聯(lián)接管遲緩進到脈沖阻尼器控制板下腔,完成分配閥板的遲緩打開,開啟的速度可根據(jù)調(diào)壓閥開展調(diào)整。離心水泵關機時,閘閥進口的的負擔減少,當貼近零總流量時,分配閥板在本身作用力的作用下快速關掉。因閘閥進口的端工作壓力減少,閘閥出入口端工作壓力水根據(jù)聯(lián)接管進到脈沖阻尼器控制板胸腹腔,下腔水根據(jù)閘閥進口的端聯(lián)接管壓回至閘閥進口的端,緩閉多孔板遲緩關掉,慢關時長可根據(jù)調(diào)壓閥開展調(diào)整。分配閥板的速閉和緩閉多孔板的緩閉合乎給排水系統(tǒng)軟件的兩環(huán)節(jié)關掉規(guī)律性,因而能合理地減少水擊工作壓力最高值。
聯(lián)接管的配件設計方案:微截止閥的功能是確保閘閥打開的時長超過電動機開機時間,使電動機負載運行;閘閥打開時長可按照當場工作狀況工作壓力設置。調(diào)壓閥可調(diào)整出入脈沖阻尼器控制板左右腔的水流速度,進而調(diào)整緩閉時長;在離心水泵一切正常運轉(zhuǎn)時也可人工實際操作該閥來開閉閘閥。過濾裝置是確保脈沖阻尼器控制板左右腔原水的潔凈度。因為閘閥在打開全過程中流水是往復式出入的,自身具備反清洗的功效,因而也可用以物質(zhì)較弱的狀況。
多用途水泵控制閥分配閥板的打開是由管路中的流水撞擊力尺寸影響的,流動速度高時主閥板打開度大,流動速度減少時閥板打開度小;流動速度靠近于零時,分配閥板關掉。整個過程與清除水擊的兩環(huán)節(jié)關掉基本原理相符合,因而清除水擊實際效果非常好。
多用途水泵控制閥緩閉多孔板的關掉,是在脈沖阻尼器式控制板左右腔產(chǎn)生壓差后才能完成,即分配閥板關掉后,緩閉多孔板方可關掉,因而不可能發(fā)生緩閉與速同歩的狀況。
3運用案例
健康鐵路線自來水廠改建工程:
設計方案水泵功率80m,地貌坡度68.4m,設計方案總流量850m3/h,管規(guī)格DN400,長度為6.0km,設計方案流動速度0.50—1.20m/s,C=980.4m/s,水擊波相長T為12.2s,Ts=2.25T=30s時,理論上,造成間接性水擊的最高值為1.34Mpa,組裝多用途水泵控制閥后,造成的停泵水擊工作壓力最高值為0.98Mpa;組裝一般截止閥停泵水擊工作壓力最高值則為1.88MPa。據(jù)當場檢測,組裝JD745X—10DN400多用途水泵控制閥,緩閉時長為30s時,停泵工作壓力最高值為0.95MPa,低于1.20Mpa,而原配備為電動蝶閥和微阻緩閉碟閥,停泵工作壓力最高值為1.2~1.4MPa。停泵后離心水泵較大翻轉(zhuǎn)速率為600r/min,與原配備同樣。經(jīng)好幾處實踐活動應用證實,多用途水泵控制閥具備較好的水擊安全防護功效。
當Ts﹤T時,在閘閥關掉流程中,反射面過來的水擊波并未抵達閘閥時,閥已關掉,水擊波所形成的氣體壓強提高值無影響功效,這類水擊稱之為立即水擊,閘閥開情況與關掉情況恰好反過來,配有一般截止閥的恒壓供水系統(tǒng)中經(jīng)常造成立即水擊。
當Ts﹥T時,在閘閥關掉流程中,反射面過來的水擊波抵達閘閥時,閥門并未徹底關掉,水擊波造成的氣體壓強升值遭受了影響,水擊最高值被減少,這類水擊稱之為間接性水擊。在同一標準下,立即水擊比間接性水擊的不良影響要大很多,傷害較大的是掉線拍照水擊。株洲市南方地區(qū)閥門制造有限責任公司生產(chǎn)制造的多用途水泵控制閥,便是根據(jù)操縱閥體的關上情況,導致間接性水擊的產(chǎn)生標準來保持管路系統(tǒng)的水擊安全防護的。
1.水擊波增加壓力值的概念測算
給排水系統(tǒng)軟件水擊波的工作壓力最高值P為離心水泵的額定值一致P1和水擊工作壓力升值△P的迭加值即:
P=P1 △P(1)
(1)立即水擊工作壓力升值△P
按儒可洛夫斯基公式計算,可以測算恒壓供水系統(tǒng)中產(chǎn)生立即水擊時的工作壓力升值△P
(2)
△P—立即水擊的工作壓力升值,Kpa;
V0—水擊造成前管路中的均勻流動速度,m/s;
V—水擊造成后管路中的均勻流動速度,m/s;
(3)
式中,K:水的彈性模具,N/m2;K=2.04×105N/cm2
E:壁厚原材料的彈性模具,N/m2,無縫鋼管或鋼筋混凝土管,EO=2.04×107N/cm2
D:供水管道的孔徑,mm;δ:供水管道的壁厚存度,mm;
CO=K/ρ,在相對密度為ρ,彈性模具為K的無邊界液態(tài)物質(zhì)中音效的傳播速率,針對水,CO=1425m/s。
從式(2)可以看得出,當管路原材料以及所傳送的物質(zhì)明確之后,立即水擊的工作壓力升值△P,是管經(jīng)和流動速度的函數(shù)公式,△P=f(V,1/D),立即水擊的工作壓力升值△P伴隨著流動速度的增加而擴大,伴隨著管經(jīng)的提高而減少。因此在工程技術中可以利用減少流動速度即擴大管經(jīng)來減少水擊的傷害。
(2)間接性水擊工作壓力升值△P1的測算
間接性水擊的工作壓力升值測算比較復雜[2][3],可按流體力學公式開展測算
△P,=T/Ts·△P(4)△P'—間接性水擊時的壓力升值,Kpa;
因為產(chǎn)生間接性水擊時,Ts﹥T,由式(4)得知,△P'﹤△P,即一樣標準下間接性水擊較立即水擊的水錘工作壓力最高值要小。
當閘閥的關掉(打開)時長Ts,水擊波的相長T明確以后,可以按(4)式立即測算間接性水擊的工作壓力升值。在具體采用離心水泵多用途閥時,當孔徑超過DN800時,一般以Ts=(1.3-1.5)T,Ts≯2.0T為宜。當管道直徑較小、管路不長時,Ts可以適度增加,閉閥歷經(jīng)Ts可以是水擊相T=2L/C的2-10倍,把具體水擊工作壓力P限制在可靠范疇內(nèi)??筛鶕?jù)調(diào)節(jié)閥開閉姿勢時長(3~120s),使測算水擊工作壓力最高值低于1.5倍離心水泵壓力。這一點有別于液控緩閉閥,液控緩閉閥是根據(jù)快關、慢關兩環(huán)節(jié)完成的,在快關環(huán)節(jié),關掉視角大,約為60-80%,而時長很短,為1-2s;在慢關環(huán)節(jié),關掉視角小。關掉時長過長,非常容易造成
二類壓力容器中的水很多逆流,使離心水泵翻轉(zhuǎn)速率超出規(guī)定值,或是導致二類壓力容器中的管口被迅速扯斷,一部分管段發(fā)生真空泵,乃至造成掉線拍照水擊。
2、多用途水泵控制閥的水擊操縱全過程
多用途水泵控制閥是一種新式的水力控制閥門,一閥可與此同時取代現(xiàn)行標準離心水泵壓自來水管上的電動式蝶(閘)閥、節(jié)流閥和水錘消除器,并能全自動完成開泵時的緩開(準軟起動),停泵時的速閉/緩閉,大部分可以完成現(xiàn)行標準液控緩閉閥的作用,即兩環(huán)節(jié)關閥全過程,合理地避免水擊安全事故的造成,但它無一切電氣控制系統(tǒng)驅(qū)動力或外力作用汽壓系統(tǒng)軟件。在油路板設計方案上還使用了寬油路板流線形設計方案,合理地減少了流水摩擦阻力。
多用途水泵控制閥的水擊安全防護全過程:離心水泵起動前,閘閥出入口端工作壓力的作用在分配閥板上,主閥板處在關掉部位,與此同時脈沖阻尼器控制板的胸腹腔連通工作壓力水,下腔則與閘閥進口的端低電壓互通。離心水泵運行后,閘閥進口的工作壓力慢慢上升,與此同時工作壓力水根據(jù)閘閥進口的端聯(lián)接管遲緩進到脈沖阻尼器控制板下腔,完成分配閥板的遲緩打開,開啟的速度可根據(jù)調(diào)壓閥開展調(diào)整。離心水泵關機時,閘閥進口的的負擔減少,當貼近零總流量時,分配閥板在本身作用力的作用下快速關掉。因閘閥進口的端工作壓力減少,閘閥出入口端工作壓力水根據(jù)聯(lián)接管進到脈沖阻尼器控制板胸腹腔,下腔水根據(jù)閘閥進口的端聯(lián)接管壓回至閘閥進口的端,緩閉多孔板遲緩關掉,慢關時長可根據(jù)調(diào)壓閥開展調(diào)整。分配閥板的速閉和緩閉多孔板的緩閉合乎給排水系統(tǒng)軟件的兩環(huán)節(jié)關掉規(guī)律性,因而能合理地減少水擊工作壓力最高值。
聯(lián)接管的配件設計方案:微截止閥的功能是確保閘閥打開的時長超過電動機開機時間,使電動機負載運行;閘閥打開時長可按照當場工作狀況工作壓力設置。調(diào)壓閥可調(diào)整出入脈沖阻尼器控制板左右腔的水流速度,進而調(diào)整緩閉時長;在離心水泵一切正常運轉(zhuǎn)時也可人工實際操作該閥來開閉閘閥。過濾裝置是確保脈沖阻尼器控制板左右腔原水的潔凈度。因為閘閥在打開全過程中流水是往復式出入的,自身具備反清洗的功效,因而也可用以物質(zhì)較弱的狀況。
多用途水泵控制閥分配閥板的打開是由管路中的流水撞擊力尺寸影響的,流動速度高時主閥板打開度大,流動速度減少時閥板打開度小;流動速度靠近于零時,分配閥板關掉。整個過程與清除水擊的兩環(huán)節(jié)關掉基本原理相符合,因而清除水擊實際效果非常好。
多用途水泵控制閥緩閉多孔板的關掉,是在脈沖阻尼器式控制板左右腔產(chǎn)生壓差后才能完成,即分配閥板關掉后,緩閉多孔板方可關掉,因而不可能發(fā)生緩閉與速同歩的狀況。
3運用案例
健康鐵路線自來水廠改建工程:
設計方案水泵功率80m,地貌坡度68.4m,設計方案總流量850m3/h,管規(guī)格DN400,長度為6.0km,設計方案流動速度0.50—1.20m/s,C=980.4m/s,水擊波相長T為12.2s,Ts=2.25T=30s時,理論上,造成間接性水擊的最高值為1.34Mpa,組裝多用途水泵控制閥后,造成的停泵水擊工作壓力最高值為0.98Mpa;組裝一般截止閥停泵水擊工作壓力最高值則為1.88MPa。據(jù)當場檢測,組裝JD745X—10DN400多用途水泵控制閥,緩閉時長為30s時,停泵工作壓力最高值為0.95MPa,低于1.20Mpa,而原配備為電動蝶閥和微阻緩閉碟閥,停泵工作壓力最高值為1.2~1.4MPa。停泵后離心水泵較大翻轉(zhuǎn)速率為600r/min,與原配備同樣。經(jīng)好幾處實踐活動應用證實,多用途水泵控制閥具備較好的水擊安全防護功效。
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