Page 42 - 2022年第53卷第4期

因此，在已知时刻 t 各物理量的条件下，计算时刻 t 的 y、τ、Q 、H 和 H 的计算机仿真流程可如图 2
0 v 1 2
所示，包括三个环节：

y=y 0

计算τ，Q v，H 1，H 2

H p>H cri? y 0=0？

y=y 0+u 0Δt y=y 0+v 0Δt

y>1? y<0?

y=1 y=0

计算τ，Q v，H 1，H 2 计算τ，Q v，H 1，H 2

图 2 先导式泄压阀计算机数值仿真流程
环节 1。仿真导阀对水压的响应：在已知 y 的条件下，计算τ、Q 、H 和 H ，然后判断 H >H ？
0 v 1 2 P cri
如果条件成立，意味着导阀瞬时全开或保持全开，转环节 2。如果条件不成立，意味着导阀瞬时全关
或保持全关，然后判断 y =0？如果条件成立，Q 、H 和 H 是时刻 t 的解，仿真结束。如果 y 0 ≠ 0和
0 v 1 2
H ≤H ，转环节 3。
P
cri
环节 2。仿真主阀开启：计算 y=y +u Δt，然后判断 y>1？如果条件成立，令 y=1，然后重新计算
0 0
τ、Q 、H 和 H ，时刻 t 的泄压阀水力瞬变仿真结束。
v
2
1
环节 3。仿真主阀关闭：计算 y=y +v Δt，然后判断 y<0？如果条件成立，令 y=0，然后计算τ、
0 0
Q 、H 和 H ，时刻 t 的泄压阀水力瞬变仿真结束。
v
2
1
5 算例
以北京地区某一泵站加压输水工程为例，为了防止出水管发生过大的水击压力，可以采取在出
水管进口设置水击泄压阀的工程措施。
该泵站设置 8 台机组，6 用 2 备，水泵出口设置液控蝶阀。水泵为多级泵，级数 i=5，机组转动惯
2
量 GD =0.092 t·m 。水泵额定参数：Q =0.1194 m /s，H =314 m，N = 1480 rpm，P =481.3 kW。泵站出
2
3
r
r
r
r
水管为单管，管道纵剖面管顶高程与离开出水管进口距离的关系曲线如图 3 所示，其中：出水管全长
3160 m，管径 D=0.8 m，壁厚 e=0.018 m，曼宁糙率系数 n=0.012。
设计要求：（1）泵的最高反转速≤1.20 倍额定转速；（2）最大水压<500 m 水头。
初始条件：6 台泵运行，额定转速，蝶阀全开。计算水泵初始参数列于表 1，其中：H 、 H 分别
q
out
表 1 初始条件特征参数一览表
序号 H q/m H out/m n y q h m
1 764.5 1053.29 1.00 1.0 1.06 0.95 1.002
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