[发明专利]一种并联多排管供水管网水击压力控制方法

权利要求书

1.一种并联多排管供水管网水击压力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对并联多排管供水管网进行放水试验，确定待测管网的主管路阻力系数、分支管路阻力系数；确定额定压力下各阀门动作时间与对应分支管路内流速的关系；

1.1)确定待测管网的主管路阻力系数及分支管路阻力系数；

1.2)在待测管网的各分支管路上安装流量测量元件，关闭该分支管路阀门，记录阀门关闭的初始时间及完全关闭时间，获得各分支管路内介质流量与阀门关闭时间的对应关系，得到介质流速与阀门关闭时间的对应关系式；

2)建立供水管网的水力模型，水力模型包括模型主管路、多路并联的模型分支管路；

3)在建立的水力模型中，优化各阀门动作顺序；

4)通过步骤1.2)得到的介质流速与阀门关闭时间的对应关系式，利用特征线法计算待测管网各分支管路阀门关闭过程中，主管路内压力波衰减至管路设计压力以下的时间△Ti，取安全系数b，确定待测管网各分支管路阀门动作的间隔时间△ti＝b△Ti；

5)通过步骤1.2)得到的介质流速与阀门关闭时间的对应关系式，利用特征线法计算阀门关闭过程中，对应待测管网分支管路内产生的间接水击压力，以间接水击压力小于管路设计压力为目标，确定各阀门动作时间δti；

6)依据步骤4)的△ti、步骤3)的阀门动作顺序、步骤5)的δti，获得待测管网并联供水管网水击压力的控制方式。

2.根据权利要求1所述的并联多排管供水管网水击压力控制方法，其特征在于，步骤1.1)具体为：

放水试验时，打开待测管网主管路阀门及所有分支管路阀门，测量主管路进口压力P、出口压力P₀及主管路内介质流速v₀，分支管路出口压力P₁及各分支管路内流速v_n，利用式(1)确定主管路阻力系数λ₀；利用式(2)确定分支管路阻力系数λ_n；

对于主管路有：

对于分支管路有：

3.根据权利要求1或2所述的并联多排管供水管网水击压力控制方法，其特征在于，步骤3)具体为：

设水力模型共有n路分支管路，则各分支管路在其阀门打开时，管内压力与流速的关系为：

推导得：

推导得：

式中：λ_总为管路总阻力系数；λ₀为待测管网主管路阻力系数；λ_n为待测管网分支管路阻力系数；ρ为流体密度，kg/m³；v为流体速度，m/s；g为重力加速度，9.8m/s²；P为主管路进口压力，Pa；P₁为分支管路出口压力，Pa；Δv为流体速度变化值，m/s；

比较单独关闭各路阀门前后，主管路内液体介质流速的变化率，当关闭第i路阀门时，主管路流速变化率△v/v最大，则将该阀门作为优先关闭的阀门；该阀门关闭后，再次比较剩余的n-1路阀门的关闭对主管路内液体介质流速变化率的影响，关闭对其影响最大一路阀门，依次类推，直至各分支管路内所有阀门均完全关闭，主管路流量为零，最终确定各阀门关闭顺序。

4.根据权利要求3所述的并联多排管供水管网水击压力控制方法，其特征在于：步骤4)中的安全系数b＝1.1-3。

5.根据权利要求4所述的并联多排管供水管网水击压力控制方法，其特征在于：步骤4)中的安全系数b＝1.5。

6.根据权利要求5所述的并联多排管供水管网水击压力控制方法，其特征在于：步骤2)中模型主管路包含的参数有：主管路直径、壁厚、长度、弹性模量、阻力系数、管入口标高、管入口压力、管出口标高、管出口压力；模型分支管路包含的参数有：各分支管路直径、壁厚、长度、弹性模量、阻力系数、管入口标高、管入口压力、管出口标高、管出口压力。

7.根据权利要求6所述的并联多排管供水管网水击压力控制方法，其特征在于：步骤2)中利用flowmaster软件建立管网的水力特性模型。