Расчет гидравлического удара для запорного клапана трубопровода
Аннотация
В данной ВКР рассмотрены вопросы обеспечения надежной работы трубопроводов электростанций. Система подачи воды по трубопроводам электростанций протяженная и сложная, с множеством узлов и ответвлений. Изменение расхода рабочей среды, пуск и останов насосов или регулирование запорной арматуры могут вызвать значительные колебания расхода воды. Это может привести к возникновению гидравлического удара, а в тяжелых случаях происходит разрыв трубопровода и повреждение оборудования. Поэтому в процессе проектирования трубопроводов важной предпосылкой безопасной эксплуатации оборудования является правильный учет опасностей, вызываемых гидроударами, а затем принятие эффективных защитных мер.
В этой работе, используя знания гидромеханики, подробно анализируется процесс возникновения и распространения гидравлического удара в трубопроводах. И на основе базовой теории гидравлического удара выводятся уравнение неразрывности гидравлического удара и уравнение движения гидравлического удара. Затем, используя метод конечных разностей, дифференциальное уравнение гидравлического удара в частных производных преобразуется в полное дифференциальное уравнение, а затем в разностное уравнение. Разностное уравнение и граничные условия гидравлического удара запрограммированы в Matlab таким образом, чтобы реализовать анализ данных каждого ключевого узла при возникновении явления гидравлического удара в трубопроводе.
Путем изменения различных параметров в программе расчета гидравлического удара (длины трубы, диаметра трубы, скорости распространения волны гидроудара и времени закрытия клапана) изучается влияние различных условий работы на явление гидравлического удара. Анализ полученных данных показывает, что укорачивание трубопровода, увеличение диаметра трубопровода, увеличение скорости распространения волны гидроудара и увеличение времени закрытия клапана трубопровода могут эффективно уменьшить влияние гидравлического удара. Этот вывод может послужить теоретической основой для защиты промышленных трубопроводов от гидравлических ударов.
В этой работе, используя знания гидромеханики, подробно анализируется процесс возникновения и распространения гидравлического удара в трубопроводах. И на основе базовой теории гидравлического удара выводятся уравнение неразрывности гидравлического удара и уравнение движения гидравлического удара. Затем, используя метод конечных разностей, дифференциальное уравнение гидравлического удара в частных производных преобразуется в полное дифференциальное уравнение, а затем в разностное уравнение. Разностное уравнение и граничные условия гидравлического удара запрограммированы в Matlab таким образом, чтобы реализовать анализ данных каждого ключевого узла при возникновении явления гидравлического удара в трубопроводе.
Путем изменения различных параметров в программе расчета гидравлического удара (длины трубы, диаметра трубы, скорости распространения волны гидроудара и времени закрытия клапана) изучается влияние различных условий работы на явление гидравлического удара. Анализ полученных данных показывает, что укорачивание трубопровода, увеличение диаметра трубопровода, увеличение скорости распространения волны гидроудара и увеличение времени закрытия клапана трубопровода могут эффективно уменьшить влияние гидравлического удара. Этот вывод может послужить теоретической основой для защиты промышленных трубопроводов от гидравлических ударов.