[发明专利]一种计算供水系统首相飞逸水锤压力的方法

摘要

本发明公开了一种计算供水系统首相飞逸水锤压力的方法。通过将水泵运转特性及管道水锤传播特性与首相飞逸水锤的特性联系起来，得到首相飞逸水锤的判定条件及计算公式。利用首相飞逸水锤公式可以直接计算出首相末时刻水泵处于飞逸状态下的单泵流量及泵后压力降低值，进而利用首相飞逸水锤判别公式对解得的单泵流量进行校核，以验证首相飞逸水锤假定的正确性以及计算出的泵后压力降低值的有效性。本发明可以为停泵水锤的理论研究及加压供水系统首相飞逸水锤的防护提供理论基础，能够快速估算出具有较高精度的泵后最大压力降低值，省略了繁琐的数值模拟计算，完善了停泵水锤的理论体系，具有非常大的科研和实际应用价值。

主权项

一种计算供水系统首相飞逸水锤压力的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，对水泵机组转动惯量较小、供水管线较长的简单加压供水系统进行计算模型简化；步骤二，假定发生首相飞逸水锤，由首相飞逸水锤的特征，将计算模型简化，进而由管道水锤传播的特征方程及水泵的基本方程式得到首相末时刻水泵处于飞逸状态下的单泵流量及泵后压力降低值；步骤三，由首相飞逸水锤首相时长内水泵转速能够飞逸的性质，得到供水系统发生首相飞逸水锤的判定公式，由首相飞逸水锤的判定公式，根据步骤二计算所得首相末时刻水泵处于飞逸状态下的单泵流量，校核供水系统发生的停泵水锤类型为首相飞逸水锤，以此确定步骤二所得的泵后压力降低值即为该供水系统的最大泵后压力降低值；所述步骤二中，首相末时刻水泵处于飞逸状态下的单泵流量QP和泵后压力降低值ΔHP计算公式分别为：QP=iC1-(iC1)2+4C2(H0-C1Q0)2C2]]>ΔHP＝iC1QP‑C1Q0其中，QP为首相末水泵飞逸下的单泵流量；Q0为管道初始状态下的总流量；ΔHP为首相末水泵飞逸下的泵后压力降低值；H0为水泵初始扬程；i为相同型号的并联泵数量；f为Darcy‑Weisibach系数，L为管道长度，g为重力加速度，D为管道直径，A为管道面积，a为管道水锤波速；WH(x)为Suter变换后的水泵全特性曲线上对应于飞逸点的横坐标x的扬程纵坐标，HB为出水池水位，HU为进水池水位，Hr为水泵额定扬程，QPr为水泵额定流量；当时，首相末水泵处于x的第一象限内的飞逸点；当时，首相末水泵处于x的第三象限内的飞逸点；所述步骤三中供水系统发生首相飞逸水锤的判定公式为：Ta≤(2m0φ1n0-QPQPrtan(x-π))La]]>其中，Ta为水泵机组惯性时间常数，GD2为水泵机组飞轮力矩，Nr为水泵额定转速，Pr为水泵电机额定功率；φ为力矩变化曲线的凹度，m0为初始的无量纲力矩；n0为初始的无量纲转速；x为Suter变换后的水泵全特性曲线上对应于飞逸点的横坐标。