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摘 要：管网水力过渡过程是管网运行维护管理中常见的现象，若不予以重视，一旦发生管网水锤，会导致不必要的经济损失甚或人身危害，本文结合实例论述了管网水力过渡过程的数值模拟，并研究了管网水锤防护策略的制定。

 

关键词：管网 水力过渡过程 数值模拟 水锤防护 策略

 

一、引 言

 

管网系供排水（气、热、油）工程管道系统结构，主要可分为树状和环状两种形式。随着系统需求的不断增大，管道系统越来越复杂，分支繁琐，附件众多。由于管道系统靠泵传输动力，阀控制管路流量，不规范地启停泵、阀或发生管路堵塞（包括汽泡堵塞）或泄漏等事件，管网进入水力过渡过程，由于管网组构的复杂性，过大的管内水压得不到及时释放或者过低的管内水压形成的汽泡不能及时消解，极易发生正压水锤或负压水锤事故，正压水锤会使管网剧烈振动，降低管道寿命，严重时会使管网瘫痪，危及系统安全，负压水锤则会产生液柱分离现象，导致管道被压扁或失稳，同时，大量汽泡堵塞管道，会导致过流不畅，严重影响供排水，而一旦汽泡溃灭，将形成溃灭水锤，引发正压水锤效应。因此，如何采用合适的水锤计算方法数值模拟管网水力过渡过程，以制定相应的水锤防护策略，将水锤危害降到最低，对确保管网供排水安全显得尤为必要和重要。

 

二、管网水力过渡过程的数值模拟

 

1．管网水锤计算方法的选定

 

所有的管网水力过渡过程的数值模拟方式都是从基本方程(运动方程和连续性方程，偏微分形式，本文不列出)入手，然后加上不同的限制性假设，从而得到不同的水锤计算方法，如算术法、图解法、特征线法、隐式法、代数法等。算术法是最早使用的计算方法，在理论推导中忽略了摩阻影响，基于阿列维联锁方程，只可求解简单的边界条件，计算精度很低；之后施奈德和波格龙结合工程实践，各自提出了图解法，该法基于水锤共轭方程，在理论推导上也忽略了摩擦力，但想办法予以了修正，由于该法概念清晰，灵活易懂，计算上也有一定的精度，因此在1931～1