年月水利学报第卷第期收稿日期作者简介吴迪四川中江人硕士生主要研究方向为水电站过渡过程文章编号内置软管的管道水锤波速理论计算公式吴迪张剑程永光李冲武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉重庆江河工程咨询中心重庆摘要内置软管或软条是水锤模型实验中降低水锤波速的有效措施之一然而目前没有相应的理论计算公式具体波速只能通过实验测定本文应用弹性力学理论导出内置软管的水平管道水锤波速公式并通过理论分析和与模型实验以及有限元计算的对比验证了计算公式的可靠性最后对影响水锤波速的因素进行了敏感性分析结果表明软管的弹性模量和尺寸等参数对水锤波速的影响较大而软管泊松比初始水压力和软管内充气压强的影响相对较小并且软管弹性模量越小外径越大则管道水锤波速越小在尺寸相同的条件下内置含钢线软管是降低水锤波速的最优方案关键词水锤波速理论公式模型实验中图分类号文献标识码研究背景在水电站有压引水系统模型实验中为了保证正态模型比尺如调压室涌浪重力相似准则和水锤压力弹性力相似准则的协调需要大幅降低水锤波速特别对于高水头电站和抽水蓄能电站水锤压力对水锤波速比较敏感这样做十分必要因此水锤波速的降低和控制是高水头电站和抽水蓄能电站过渡过程模型实验的一项关键技术目前控制水锤波速的方法主要有低弹模材料法翼形管道法含气水锤法和内置软管法低弹模材料法是采用弹性模量较低的材料制作管道但管壁必须非常薄才能满足重力相似准则的要求因此在承受水锤压力时难以保证管道的安全性翼形管道法是利用纵向翼形管结构上的特点达到降低波速的目的这种方法降低波速的效果很明显而且从理论上能够准确计算波速但由于翼缘处应力集中一般不能用有机玻璃或材料制作而必须采用钢材而且管道止水难度较大含气水锤法是利用流体中的非溶解性气体增大流体的可压缩性从而降低波速前人给出了含气水锤波速公式并通过实验验证了公式的可靠性还建立了含气水锤计算的数学模型并编制了计算程序但是在
