第四节 水锤计算的特征线法 前面介绍了水锤计算的解析法
解析法的优点是应用简便,但难以求解较为复杂锤问题
水锤计算的特征线法原则上可以解决任何形式的边界条件问题,可以较合理应水轮机的特性,能较方便地计人摩阻的影响,也便于用数字计算机计算
特征线法有两种,一种以 ζ-v (或 H-V)为坐标场,一种以 x -t 为坐标场,两法的结果是一致的
图 14-12 简单管示意图 一、以 ζ-v 为坐标场的特征线法 图 14-12 表示一特性沿管长不变的水管,P 为管中任意一点,距 A 点和 B 点的距离分为 和
根据基本方程式(14-5)和式(14-6)可导出求解 P、B、 A 三点水锤压强时征线方程
(一)任意断面 P 的水锤求解 根据基本方程式(14-5)和式(15 一 6),P 点在时刻 t 的压强和流速变化为 式中上标“P” 表示地点,下标“t” 表示时间,例如,表示 P 点在时刻 t 的水头,余类推
对于某一确定的断面P,为一常数,为便于书写,在波函数 F 和 f 中略去了
对于 A 点,在时刻可写出下列相似的方程 因F 是由A 向P 传播的反向波,故
由于水管特性不变,
考虑以上关系,将式 (a)和式(b)两组方程相减,得 以上二式消去f,并将ζ=△H/Ho、v =V/Vmax 和 ρ =cVmax/2gHo
对于 B 点,在时刻可以写出与式(b)相似的方程 因f 是由B 向P 传播的正向波,故,将式(c)与(a)两组方程相减,以上法处理,得 从形式上看,式(14-35)是反x 向写出的,称之为反向方程,在ζ-v 坐标场上是一根斜率为2ρ 的直线,如图14-13 中的线;式(9-36)是顺x 向写出的方程,成为正向方程,在ζ-v 坐标场上是一根斜率为-2ρ 的直线,如图 14-13 中的线
图 14-13 ζ-v 坐标场上得特征线 在式(14-35)和式(