關(guān)鍵字：蝶閥 關(guān)閉時間 水錘 泵站 壓力1 工程概況某灌區(qū)水泵從水庫取水，經(jīng)壓力管路輸送至出水池，再通過明渠自流至農(nóng)田進行灌溉。泵站設(shè)計凈揚程為65m，設(shè)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dn350、dn300的鋼管，出水總管長度為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(zhuǎn)速為1480r/min。為研究兩階段線性關(guān)閉液控蝶閥*、二階段關(guān)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(guān)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(tǒng)的安全運行具有重要意義。
2 不同工況下停泵水錘計算2.1 水錘計算數(shù)學(xué)模型
水錘計算的運動方程和連續(xù)方程分別為：
式中，g為重力加速度；h為壓力水頭；x為位置坐標(biāo)，其正方向指向閥門方向；υ為管內(nèi)水流流速，其正向為流向閥門方向；t為水錘發(fā)生時間；f為摩阻系數(shù)；d為輸水管徑；α為管路與水平面夾角；c為水錘波速。
停泵水錘的初始狀態(tài)即水錘發(fā)生前水泵穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)，經(jīng)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(wěn)態(tài)結(jié)果計算停泵水錘。
2.2 水泵出口閥門拒動作（無閥）工況
單臺水泵出口閥門拒動作（無閥）工況下的水錘計算結(jié)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(tài)及水泵大反轉(zhuǎn)速度均不滿足規(guī)范要求，因此考慮液控蝶閥進行防護。
表1 閥門拒動作（無閥）工況停泵水錘計算值
注：hmax為大正壓；hmin為大負(fù)壓；n為大反轉(zhuǎn)速度。
2.3 兩階段線性關(guān)閉液控蝶閥工況
2.3.1 蝶閥數(shù)學(xué)模型
蝶閥防護時的水頭平衡方程為：
?
式中，hs為泵進水支管側(cè)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(cè)的測管水頭；ξ為蝶閥阻力系數(shù)，隨閥門開啟度而變化；a為蝶閥斷面積。
2.3.2 蝶閥防護工況下的停泵水錘計算
以*階段關(guān)閉70°、 階段關(guān)閉20°為例，分析兩階段線性關(guān)閉液控蝶閥的關(guān)閉時間對停泵水錘的影響。為探究蝶閥*階段關(guān)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 階段關(guān)閉時間t2=15、18s，停泵水錘計算結(jié)果見表2。
表2 *階段關(guān)閉工況停泵水錘計算結(jié)果
注：－表示壓力為負(fù)值或水泵發(fā)生反轉(zhuǎn)，下同。
蝶閥 階段關(guān)閉時間為*階段關(guān)閉時間的4～7倍，為探究蝶閥 階段關(guān)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(jié)果見表3。
由表2、3可知，單純蝶閥對壓力管路負(fù)壓無明顯改善，因此需考慮綜合措施防護停泵水錘。
表3 階段關(guān)閉工況停泵水錘計算結(jié)果
3 蝶閥關(guān)閉時間對停泵水錘的影響根據(jù)表2、3計算結(jié)果，繪制停泵水錘發(fā)生時壓力管路大正壓、水泵大反轉(zhuǎn)速度隨蝶閥*、二階段關(guān)閉時間變化的曲線圖，見圖1。由圖1可知：1t2一定時，壓力管路大正壓與蝶閥*階段關(guān)閉時間成正比。2蝶閥防護時水泵反轉(zhuǎn)速度改善明顯。t2一定時，水泵大反轉(zhuǎn)速度與蝶閥*階段關(guān)閉時間成正比。③t1一定時，壓力管路大正壓與蝶閥 階段關(guān)閉時間成反比。④t1一定時，水泵大反轉(zhuǎn)速度與蝶閥 階段關(guān)閉時間成正比。
?
圖1 hmax、n隨t1、t2／t1變化的曲線
4 總結(jié)ａ．蝶閥 階段關(guān)閉時間一定時，壓力管路大正壓及水泵大反轉(zhuǎn)速度均與蝶閥*階段關(guān)閉時間成正比；蝶閥*階段關(guān)閉時間一定時，壓力管路大正壓與蝶閥 階段關(guān)閉時間成反比，水泵大反轉(zhuǎn)速度與 階段關(guān)閉時間成正比。
ｂ．單純蝶閥防護時水泵反轉(zhuǎn)速度改善明顯，但壓力管路大負(fù)壓無明顯改善，綜合防護措施時水錘防護效果較好。

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