基于最优体型的空气罐体积参数计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于最优体型的空气罐体积参数计算方法，基于刚性水锤理论及简谐振动理论，推导确定空气罐最优体型参数的理论计算公式，揭示刚性水锤理论下的空气罐各运行参数的波动特性，包括空气罐的涌浪周期，涌浪幅值及空气罐底部压力幅值。本发明专利技术可为空气罐体型设计提供理论指导，便捷的计算出空气罐体型参数，而省略繁琐的不同罐内初始水深、截面积及初始气室高等参数下的过渡过程数值模拟试算过程。本发明专利技术计算公式计算出的最优体型参数可以满足水泵掉电工程下水锤防护性能，并有一定的安全裕量，便于工程设计，具有非常大的应用前景。

Calculation method of air tank volume parameters based on optimal shape

【技术实现步骤摘要】
基于最优体型的空气罐体积参数计算方法
本专利技术属于水利水电工程领域，尤其涉及一种基于最优体型的空气罐体积参数计算方法。
技术介绍
我国水资源严重短缺且时空分布不均的严峻形势已成为制约经济社会可持续发展的重要因素之一。人均水资源拥有量不足世界平均1/4的现状使我国水资源安全保障面临着诸多新的挑战。跨流域、跨地区的长距离输水工程，是解决水资源时空分布不均的最直接、最有效的方式，已逐渐成为我国向缺水城市和地区供水的最主要措施，并呈现出大型化和多目标的发展趋势。到目前为止，我国已经成功修建了20多座大型输水工程，如南水北调东线和中线工程、辽宁大伙房水库输水(二期)、(三期)工程、上海青草沙水库输水工程、东深供水、引滦入津、引滦入唐等。长距离输水工程线路长、流量大、支路多、沿线的地形地质情况复杂，相关的管路控制附件众多，系统中常含有较多的水泵、阀门等装置，水锤防护及水力瞬变控制相对复杂，难度较高。因此，跨流域、跨地区的长距离输水工程中管道水锤防护措施的有效性和安全性是影响工程建设成败的关键因素。空气罐是一种重要的水锤控制装置，在长距离输水系统安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于最优体型的空气罐体积参数计算方法，其特征在于，空气罐体积计算公式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于最优体型的空气罐体积参数计算方法，其特征在于，空气罐体积计算公式为：



其中，VT为最优空气罐体积；k为安全保证系数；[Va]min为最小空气罐体积；Va为最优空气罐气体体积；为最优水气比。


2.根据权利要求1所述的基于最优体型的空气罐体积参数计算方法，其特征在于，所述最小空气罐体积[Va]min为：






其中，Δ为判别系数，管道沿线较平直的管道系统，则Δ≤1；管道沿线有明显局部高点或管线坡度较大的输水系统，则Δ＞1；
L为空气罐后输水管线长度；v0为空气罐后管道内流速；H0为出水池水位高度，以空气罐管道中心线为基准；f为引水道断面面积；m为理想气体多方指数；为管道系统中压力最大允许上升率；hmin为管道沿线最小压力；p0为空气罐内气体初始绝对压力；g为重力加速度。


3.根据权利要求1所述的基于最优体型的空气罐体积参数计算方法，其特征在于，所述最优水气比为：






其中，Δ为判别系数，管道沿线较平直的管道系统，则Δ≤1；管道沿线有明显局部高点或管线坡度较大的输水系统，则Δ＞1；

为管道系统中压力最大允许上升率；H0为出水池水位高度，以空气罐管道中心线为基准；m为理想气体多方指数；p0为空气罐内气体初始绝对压力；hm...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜，张健，王晶，俞晓东，张小莹，陈旭云，王腾跃，王沁怡，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32