【摘要】：我國總體上水資源十分短缺,水資源在時(shí)間和空間上的分布也極不均勻,但居民用水權(quán)重卻逐年增大,水資源短缺的局面已經(jīng)成為制約我國尤其是北方城市國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。為解決水資源分布的地域差異和供水需求日益尖銳的矛盾,通過修建跨地區(qū)、跨流域的長距離供水工程已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢,其中,絕大多數(shù)為泵站輸水工程。泵站加壓輸水的方式中輸水管線容易受地形和其他建筑物的影響,往往起伏變化較大,發(fā)生停泵水錘后,在管路中會(huì)產(chǎn)生正、負(fù)壓交替的壓力波動(dòng),造成管道破壞�？諝忾y由于具有良好的防護(hù)負(fù)壓水錘和控制管中氣體體積的功能,現(xiàn)已成為供水系統(tǒng)中一項(xiàng)重要的管路水力組件和主流產(chǎn)品,但目前沒有指導(dǎo)空氣閥設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和試驗(yàn)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品質(zhì)量相差較大,尤其當(dāng)浮球耐壓等級(jí)不夠造成變形破壞時(shí),空氣閥就失去防護(hù)水錘的作用。本論文結(jié)合新石煤焦化供水工程,對(duì)空氣閥防護(hù)水錘的結(jié)構(gòu)特性及浮球受力進(jìn)行研究,主要內(nèi)容如下:(1)綜述國內(nèi)外對(duì)空氣閥防護(hù)水錘效果和浮球強(qiáng)度計(jì)算的研究現(xiàn)狀,明確研究目的與意義;(2)基于不同類型空氣閥的結(jié)構(gòu)及水力特性,系統(tǒng)闡述其工作原理、選型與布置原則以及在實(shí)際供水工程中空氣閥失效的原因等;(3)根據(jù)泵站穩(wěn)態(tài)計(jì)算數(shù)學(xué)模型和瞬變流基本理論及特征線法推導(dǎo)有壓輸水管道水錘計(jì)算模型,結(jié)合新石煤焦化供水工程進(jìn)行空氣閥防護(hù)水錘水力效果分析,確定壓力管道的壓力分布,在此基礎(chǔ)上對(duì)空氣閥門的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析;(4)根據(jù)空氣閥的結(jié)構(gòu)尺寸圖在Workbench的DM模塊中創(chuàng)建浮球與金屬閥座的三維幾何模型,自定義設(shè)置材料特性參數(shù),建立浮球上、下半球間以及與金屬閥座間的接觸類型,最終劃分網(wǎng)格,完成浮球有限元模型的創(chuàng)建;(5)采用有限元分析軟件—Ansys Workbench對(duì)空氣閥浮球進(jìn)行有限元靜力學(xué)計(jì)算,根據(jù)浮球的實(shí)際受力條件,對(duì)有限元模型添加相對(duì)應(yīng)的邊界條件,對(duì)上、下半球采用相同壁厚結(jié)構(gòu)的浮球在不同壁厚、水壓力載荷、材料、與閥座接觸角度等參數(shù)下的受力進(jìn)行計(jì)算,最終目標(biāo)為空氣閥浮球的設(shè)計(jì)及供水系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供技術(shù)支持。
【圖文】：

根據(jù)泵站穩(wěn)態(tài)計(jì)算數(shù)學(xué)模型和瞬變流基本理論及特征線法推導(dǎo)有壓輸模型，結(jié)合新石煤焦化供水工程進(jìn)行空氣閥防護(hù)水錘水力效果分析，確力分布，在此基礎(chǔ)上對(duì)空氣閥門的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析；根據(jù)空氣閥的結(jié)構(gòu)尺寸圖在 Workbench 的 DM 模塊中創(chuàng)建浮球與金屬模型，自定義設(shè)置材料特性參數(shù)，建立浮球上、下半球間以及與金屬閥，最終劃分網(wǎng)格，完成浮球有限元模型的創(chuàng)建；采用有限元分析軟件—Ansys Workbench 對(duì)空氣閥浮球進(jìn)行有限元靜球的實(shí)際受力條件，對(duì)有限元模型添加相對(duì)應(yīng)的邊界條件，對(duì)上、下厚結(jié)構(gòu)的浮球在不同壁厚、水壓力載荷、材料、與閥座接觸角度等參數(shù)算，最終目標(biāo)為空氣閥浮球的設(shè)計(jì)及供水系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供技術(shù)支持研究的技術(shù)路線

類型組合的空氣閥。目前，國內(nèi)輸水工程注氣微排閥、高速進(jìn)排氣閥、復(fù)合式空氣閥了大量排氣和大量吸氣兩種孔口功能，它體表現(xiàn)在輸水管線空管充水時(shí)排出管中空管線內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)吸入空氣破壞真空。高閉，當(dāng)輸水管線空管充水時(shí)，浮球座在浮空氣沿著浮球托盤底部向上，從浮球四周能，空氣排完后，水進(jìn)入閥體，浮球在水、系統(tǒng)有壓正常運(yùn)行時(shí)，浮球保持浮起關(guān)況下管線內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)，浮球才會(huì)落下，，。高速進(jìn)排氣閥的使用次數(shù)較少，一般情圖 2-1 所示，其進(jìn)排氣過程示意圖如圖 2
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TV134

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1 廖志芳;李志鵬;李豪;王東福;朱慈東;徐放;王東輝;;空氣閥結(jié)構(gòu)及性能研究[J];中國設(shè)備工程;2018年23期

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本文編號(hào)：2591236