箱式雙向調(diào)壓塔原理和在水錘防護(hù)中應(yīng)用

1、箱式雙向調(diào)壓塔原理和在水錘防護(hù)中應(yīng)用摘要：在長(zhǎng)距離輸水工程中，最常見(jiàn)而又最突出的 問(wèn)題就是長(zhǎng)距離輸水管線(xiàn)的水錘防護(hù)問(wèn)題，而新式水錘防護(hù) 設(shè)備一一箱式雙向調(diào)壓塔對(duì)長(zhǎng)距離輸水中水錘防護(hù)起到了 有效積極的作用。本文結(jié)合實(shí)際工程闡述了該裝置的原理及 工程實(shí)際應(yīng)用。關(guān)鍵詞：長(zhǎng)距離；平坦管道；箱式雙向調(diào)壓塔；水錘防 護(hù)一、水錘的定義、分類(lèi)及危害1、水錘的定義及分類(lèi)在壓力管路中因流速劇烈變化引起動(dòng)量轉(zhuǎn)換，從而在管 路中產(chǎn)生一系列急驟的壓力交替變化的水力撞擊現(xiàn)象，稱(chēng)為 水錘現(xiàn)象。這時(shí)，液體（水）顯示出它的慣性和可壓縮性。 水錘也稱(chēng)水擊，或稱(chēng)流體（水力）瞬變（暫態(tài)）過(guò)程，它是 流體的一種非恒定（非穩(wěn)定）流動(dòng)，即

2、液體運(yùn)動(dòng)中所有空間 點(diǎn)處的一切運(yùn)動(dòng)要素（流速、加速度、動(dòng)水壓強(qiáng)、切應(yīng)力與 密度等）不僅隨空間位置而變，而且隨時(shí)間而變。從不同的角度劃分，水錘可分為四種：1）按關(guān)閥歷時(shí)ts與水錘相u的關(guān)系，分為直接水錘 和間接水錘兩種；2）按水錘成因的外部條件，分為啟動(dòng)水錘、關(guān)閥水錘 和停泵水錘三種。按水錘水力特性，分為剛性水柱（錘）理 論和彈性水柱（錘）理論兩種；3）按水錘波動(dòng)的現(xiàn)象，分為水柱連續(xù)的水錘現(xiàn)象（無(wú) 水柱分離）和伴有水柱分離的水錘現(xiàn)象（斷流空腔再?gòu)浐纤?錘）。2、水錘的危害水錘成災(zāi)的實(shí)例是多種多樣的。例如，水電站水輪機(jī)甩 負(fù)荷時(shí)，為限制轉(zhuǎn)速上升而關(guān)閉水輪導(dǎo)葉，這時(shí)壓力水管內(nèi) 的壓力上升；如果關(guān)閉導(dǎo)

3、葉時(shí)，操作失誤，則水錘成災(zāi)，國(guó) 外就曾發(fā)生過(guò)由于水錘危害致使整個(gè)水電站被沖毀。泵站中 發(fā)生水錘事故的現(xiàn)象，是較為普遍的，其中以地形復(fù)雜、高 差起伏較大的我國(guó)西北、西南地區(qū)，尤為突出。個(gè)別的還因 泵站水錘事故，造成沖壞鐵路路基、損壞設(shè)備、傷及操作人 員造成人身傷亡等次生災(zāi)害，人們還特別將泵站水錘的危害 列為泵站三害（即水錘、泥砂、噪聲）之首。二、長(zhǎng)距離輸水管線(xiàn)中水錘防護(hù)的研究意義在長(zhǎng)距離輸水工程水錘防護(hù)研究中，輸水管線(xiàn)上所用到 的水力設(shè)備的研究是不可忽視的。理論和大量的工程實(shí)踐證 明，雙向調(diào)壓塔在所有水錘防護(hù)裝置中是最有效、最可靠的。 然而，雙向調(diào)壓塔在工程應(yīng)用中存在一個(gè)致命缺陷，即其高 度必須

4、大于其設(shè)置處管道的最高水壓線(xiàn)，?？蛇_(dá)幾十米甚至 數(shù)百米。由楊玉思教授研制開(kāi)發(fā)出的箱式雙向調(diào)壓塔不僅克 服了普通調(diào)壓塔體積大，冬天難以維護(hù)，耗費(fèi)資源的缺點(diǎn)， 而且從工程實(shí)踐的防護(hù)效果來(lái)看，箱式調(diào)壓塔具有良好的水 錘防護(hù)性能。較平坦輸水管線(xiàn)水力瞬變有獨(dú)特的特點(diǎn)。對(duì)較 平坦大流量大管徑的輸水管線(xiàn)水錘防護(hù)的研究有助于以后 類(lèi)似工程的防護(hù)設(shè)計(jì)。三、箱式雙向調(diào)壓塔的原理箱式雙向調(diào)壓塔之所以能把雙向調(diào)壓塔的高度降低，而 功能保持不變，關(guān)鍵采用了上下活塞面積不等，從而達(dá)到增 壓的原理?；钊谡麄€(gè)過(guò)程中受力始終是平衡的，而活塞的 上部面積s上大于下部面積st,因此箱式雙向調(diào)壓塔內(nèi)部 的壓強(qiáng)ht小于管道壓強(qiáng)hp。這樣活塞上部所受壓力ft與 活塞下部來(lái)自管道壓力fp決定箱式調(diào)壓塔的動(dòng)作狀態(tài)，活 塞上下面積的比值越大，箱式調(diào)壓塔的內(nèi)部水深越小，即箱 式調(diào)壓塔的有效高度降低，從而降低了箱式調(diào)壓塔的整