调压室水位波动计算
调压室水力计算
调压室的水力计算1. 调压室断面计算当上游死水位，下游为最低水位，最小水位H min=188.9m，三台机满发，引水道糙率取最小值，压力管道糙率取最大值，通过水轮机的流量为57m3s⁄，则此时的引水隧洞水头损失的计算如表格1，压力钢管水头损失的计算如表格2。
引水道应选可能的最小糙率0.012，压力管道应选择可能的最大糙率0.013。
表格1引水隧洞水头损失表表格2压力钢管水头损失表F Tℎ>Lf2αgH1=Lf2αg(H0−ℎw0−3ℎwT)=45.548m2其中H0——最小水头损失，H0=188.9m；ℎw0——引水隧洞损失，ℎw0=17.802+0.296=18.098；ℎwT0——压力管道水头损失，ℎwT=3.110+2.805=5.915m；L——引水隧洞长度，12662m；g——重力加速度，g=9.81m/s2 f——引水隧洞面积，16.62m2。
α——引水道阻力系数v0=Qf=5716.619=3.43m s⁄α=ℎw0v02=18.0983.4302=1.5385为了保证大波动的稳定，一般要求调压室断面大于托马斯断面，初步分析时可取（1.0~1.1）F Tℎ，作为调压室的设计断面。
这里选取D=7.8m，则系数k为：F k=47.784k=F k/F Tℎ=1.052. 最高涌波水位计算按正常蓄水位时共用同一调压室的三台机组全部满载运行瞬时丢弃全部负荷（即流量由Q max=57减至流量Q=0）作为设计工况。
引水隧洞的糙率取尽可能的最小值（能耗少，涌波高）。
n=0.012引水道损失由表格1和表格2得：ℎw0=ℎw0程+ℎw0局=17.802+0.296=18.098mv0为时段开始时管中流速v0=Qf=3.43m s⁄；f为引水隧洞断面面积。
F为调压井断面面积，145.267m2；引水隧洞长L=12662m，g=9.81m s2⁄得引水道—调压室系统的特性系数。
λ=Lfv022gFℎw0=12662×16.62×3.4322×9.81×47.784×18.098=145.89令X0=ℎw0λ=0.124，X=zλ，则要求最高涌波水位z max，只需要求出X max=z maxλ即可。
第十章 调压室
hr 0 / hw0
1 Q0 2 hr 0 ( ) 2 g S
hr0－全部流量Q0通过阻抗孔口时的水头损失。 φ－阻抗孔流量系数，由试验得出，初步计算 时取0.6~0.8。 S －阻抗孔断面面积，为压力引水道面积的 15%~50%。
(二)计算最低涌波水位
1、丢弃全负荷后波动第二振幅计算(z2) 第二振幅z2 ：丢弃负荷后，调压室中水位先升 高至zmax，然后开始下降，至最低幅值zmin，用z2表 示，称为第二振幅。
(2)设计要点：
上、下室的底部应有不小于1%的坡度倾向竖 井，以便放空水流。 下室顶部做成背向竖井的不小于1.5%的斜坡， 使空气容易从下室逸出。
工程采用竖井与上室组合的情况较多，故又称
为水室式。
(3)适用：水头较高，要求稳定断面较小，水 库水位变化比较大的水电站。
4、溢流式调压室
由双室式调压室发展而成。 结构一：无上室，中间竖井顶部设溢流堰。 结构二：设上室，上室内竖井顶部设溢流堰， 底部与竖井相连处设出流孔口。即溢流双室调压室 (见P147图10-3(e))
其应近可能地靠近水轮机 。
(3)上下游双调压室系统：厂房的上、下游均布 置调压室。
适用：当采用中部地下厂房时，上下游都有较 长的压力水道。
(4)上游双调压室系统：上游有压引水道上布置 两个调压室。
适用：①上游引水道较长，一个调压室不能满 足要求时，设置副调压室以减小主调压室的尺寸。 ②引水道上有施工竖井可以利用，或电站扩建， 原有调压室容积不够而增加辅助调压室。
二、调压室水位波动计算内容
最高水位：决定调压室的顶部高程。
最低水位：决定底部高程及压力管道的进口 高程。
调压室波动 现象的基本 方程式
按规范计算阻抗式调压室涌波计算
0.8
c
一般取0.6～0.8
c
2
取阻抗孔直径：
=
10.179 h = 15.087
c0
1
c0
0
3、求λ
λ :=
2 ⋅ g ⋅ A ⋅ (h + h L⋅A ⋅ υ 2 λ ⋅ h = 0.917
w0 1 0 c0
c0
)
=
0.061
λ⋅
h <1
c0
4、求A0
Aபைடு நூலகம்
0
:=
( 1 + λ ⋅ hw0) − ln ( 1 − λ ⋅ hc0) = 3.982 ) − ln ( 1 + λ ⋅ Zmax) − A0
n := 0.014
1
d = 77.249 谢才系数：C := n1 ⋅ 4 2 h := 642⋅ Q 2 ⋅ L 5 = 1.528 C ⋅π ⋅d ⑵、喷混凝土支护段：d := 7.4
1 1 1 w01 0 1 1 1 2
1 6
L := 3084
2
n := 0.0305
2
d = 36.327 谢才系数：C := n1 ⋅ 4 2 h := 642⋅ Q 2 ⋅ L 5 = 13.405 C ⋅π ⋅d 所以，h := h + h + 0.5 = 15.432
阻抗式调压室稳定断面及最高、 阻抗式调压室稳定断面及最高 、最低涌波计算( 最低涌波计算(按规范计算) 按规范计算 )
一、稳定断面面积计算 原始恒定流量：Q := 140.1 1、Q 在调压室前水道内的水头损失h 计算，糙率取平均值 ⑴、钢筋混凝土衬砌段：d := 6.4 L := 769
0 0 w0 1 1
调压室涌波水位计算
式中ε
= 2 λ⁄ℎ������0
= 9.134，m
=
2 3
，解得：
z������������������ = 50.44������ 所以当增加负荷时水位降到静水位下 23.74m
3.2 丢弃全负荷时产生的第二波动振幅
解之
������2 + ln(1 − ������2) = ������������������������ + ln(1 − ������������������������ )
λ
=
������������������02 2g������ℎ������0
=
2
12662 × 16.62 × 3.432 × 9.81 × 47.784 × 18.098
=
145.89
令������0
=
ℎ������0 λ
=
0.124，X
=
������������，则要求最高涌波水位������������������������ ，只需要求出������������������������
调压室的水力计算
1. 调压室断面计算
当上游死水位，下游为最低水位，最小水位������������������������=188.9m，三台机满发，引 水道糙率取最小值，压力管道糙率取最大值，通过水轮机的流量为 57������3 ⁄������，则 此时的引水隧洞水头损失的计算如表格 1，压力钢管水头损失的计算如表格 2。 引水道应选可能的最小糙率 0.012，压力管道应选择可能的最大糙率 0.013。
������������+∆������
=
������������
1 +6
调压室水力计算分解
调压室的水力计算1. 调压室断面计算当上游死水位，下游为最低水位，最小水位H min=188.9m，三台机满发，引水道糙率取最小值，压力管道糙率取最大值，通过水轮机的流量为57m3s⁄，则此时的引水隧洞水头损失的计算如表格1，压力钢管水头损失的计算如表格2。
引水道应选可能的最小糙率0.012，压力管道应选择可能的最大糙率0.013。
表格1引水隧洞水头损失表表格2压力钢管水头损失表F Tℎ>Lf2αgH1=Lf2αg(H0−ℎw0−3ℎwT)=45.548m2其中H0——最小水头损失，H0=188.9m；ℎw0——引水隧洞损失，ℎw0=17.802+0.296=18.098；ℎwT0——压力管道水头损失，ℎwT=3.110+2.805=5.915m；L——引水隧洞长度，12662m；g——重力加速度，g=9.81m/s2 f——引水隧洞面积，16.62m2。
α——引水道阻力系数v0=Qf=5716.619=3.43m s⁄α=ℎw0v02=18.0983.4302=1.5385为了保证大波动的稳定，一般要求调压室断面大于托马斯断面，初步分析时可取（1.0~1.1）F Tℎ，作为调压室的设计断面。
这里选取D=7.8m，则系数k为：F k=47.784k=F k/F Tℎ=1.052. 最高涌波水位计算按正常蓄水位时共用同一调压室的三台机组全部满载运行瞬时丢弃全部负荷（即流量由Q max=57减至流量Q=0）作为设计工况。
引水隧洞的糙率取尽可能的最小值（能耗少，涌波高）。
n=0.012引水道损失由表格1和表格2得：ℎw0=ℎw0程+ℎw0局=17.802+0.296=18.098mv0为时段开始时管中流速v0=Qf=3.43m s⁄；f为引水隧洞断面面积。
F为调压井断面面积，145.267m2；引水隧洞长L=12662m，g=9.81m s2⁄得引水道—调压室系统的特性系数。
λ=Lfv022gFℎw0=12662×16.62×3.4322×9.81×47.784×18.098=145.89令X0=ℎw0λ=0.124，X=zλ，则要求最高涌波水位z max，只需要求出X max=z maxλ即可。
第二节 调压室的工作原理和基本方程
第二节调压室的工作原理和基本方程一、调压室的工作原理水电站在运行时负荷会经常发生变化。
负荷变化时，机组就需要相应地改变引用流量，从而在引水系统中引起非恒定流现象。
压力管道中的非恒定流现象（即水锤现象）在上一章中已经加以讨论。
引用流量的变化，在“引水道-调压室”系统中亦将引起非恒定流现象，这正是本节要加以讨论的。
图13-5为一具有调压室的引水系统。
当水电站以某一固定出力运行时，水轮机引用的流量亦保持不变，因此通过整个引水系统的流量均为，调压室的稳定水位比上游水位低，为通过引水道时所造成的水头损失。
当电站丢弃全负荷时，水轮机的流量由变为零，压力管道中发生水锤现象，压力管道的水流经过一个短暂的时间后就停止流动。
此时，引水道中的水流由于惯性作用仍继续，流向调压室，引起调压室水位升高，使引水道始末两端的水位差随之减小，因而其中的流速也逐渐减慢。
当调压室的水位达到水库水位时，引水道始末两端的水位差等于零，但其中水流由于惯性作用仍继续流向调压室，使调压室水位继续升高直至引水道中的流速等于零为止，此时调压室水位达到最高点。
因为这时调压室的水位高于水库水位，在引水道的始末又形成了新的水位差，所以水又向水库流去，即形成了相反方向的流动，调压室中水位开始下降。
当调压室中水位达到库水位时，引水道始末两端的压力差又等于零，但这时流速不等于零，由于惯性作用，水位继续下降，直至引水道流速减到零为止，此时调压室水位降低到最低点。
此后引水道中的水流又开始流向调压室，调压室水位又开始回升。
这样，引水道和调压室中的水体往复波动。
由于摩阻的存在，运动水体的能量被逐渐消耗，因此，波动逐渐衰减，最后全部能量被消耗掉，调压室水位稳定在水库水位。
调压室水位波动过程见图13-5中右上方的一条水位变化过程线。
当水电站增加负荷时，水轮机引用流量加大，引水道中的水流由于惯性作用，尚不能立即满足负荷变化的需要，调压室需首先放出一部分水量，从而引起调压室水位下降，这样室库间形成新的水位差，使引水道的水流加速流向调压室。
第十五章 调压室5
第十五章调压室第五节双室式、溢流式和差动式调压室的水位波动计算一、双室式和溢流式调压室双室式调压室适用在水电站的水头较高和水库工作深度较大的情况下，水头高则要求调压室的稳定断面小（详见本章第六节），因此竖井可以采用较小的直径。
水库的工作深度大，则要求调压室具有较大的高度，采用双室式调压室，只需要增加断面不大的竖井高度即可。
溢流式常和双室式结合使用，在上室中加设溢流堰，如图15-3(d)所示。
在丢弃负荷时，水位开始迅速上升，达到溢流堰后开始溢流，在最高水位附近保持一段时间后，才开始缓慢地下降，如图15-12所示。
由于上室的水量绝大部分是经溢流堰流出的，其重心进一步提高了，同时最高水位受溢流堰限制，因此，在相同的条件下，所需上室的容积减小了，所以，设置溢流堰能改善双室式调压室的工作条件。
图15-12 丢弃负荷后竖井及上室水位变化过程双室式调压室，只宜于做成地下结构，其上下室可做成各种形式。
图15-13为一双室式调压室的实例。
上室呈长槽形，在岩石中开挖而成，因岩石较好，顶部不加衬砌。
上室有进出口与外部相通，作为交通与通气之用。
上室的轴线和引水道的轴线不在一个铅直面上，交角27°30'。
盲肠形的下室具有圆形横断面，其轴线与引水道垂直，这样对结构较为有利；下室分两段，对称布置在引水道的两侧，这样既减小了下室的长度又使水流对称。
图15-13 双室式调压室（尺寸：m）上室的底部应在最高静水位以上，这样才能充分发挥上室的作用。
下室的顶部应在最低静水位以下，其底应在最低涌波水位以下。
上室和下室的底部应有不小于1％的坡度倾向竖井，以便放空水流；下室的顶部应有不小于1.5％的反坡，当室内水位上升时，便于空气逸出。
对下室的容积、高程和形状的设计应特别仔细，不应满足于一般计算，必要时要进行模型试验。
某水电站调压室模型试验表明：细而长的下室工作不够灵敏，当竖井水位迅速下降时，室内要形成一个较大的水面坡降后才能向竖井补水，速度迟缓，迫使竖井水位低于下室内水位，容易使引水道进入空气；当竖井水位回升时，同样要形成一个反向的水面坡降才能使室内充水，迅速上升的水位很快将洞口淹没，致使下室中遗留的空气从水底逸出，水流极不稳定，因此，下室应尽量做成粗而短或对称布置在引水道的两侧。
调压室水位波动计算
调压室水位波动计算1.计算说明1.1 最高涌波水位计算上游库水位应取正常发电可能出现的最高水位，引水道的糙率应取可能的最小值（使水头差最小），计算工况一般按丢弃全负荷考虑。
1.2 最低涌波水位计算上游库水位应取可能的最低水位，引水道糙率取可能最大值（阻力大，供水慢）。
在初步设计阶段，设计工况采用其余机组均满负荷运行，而最后一台机组投入运行的情况，但最后加入的容量应不小于三分之一，同时应该计算库水位丢弃全负荷后水位波动的第二振幅，以检验是否低于增荷时的最低涌波水位，选择最大值作为调压室的最低涌波水位。
1.3 调压室的顶高程应为最高涌波水位加安全超高，一般为2—3米；压力钢管进口底高程应距最低涌波水位至少1米。
2.计算公式及符号说明2.1 计算最高涌波水位max max 0)1(X X In X ++-=22w gFh Lfv =λ λwo h X =0 λz X -=式中：L ——引水隧道的长度f ——引水隧道横截面面积 v ——引水道的初始速度，m/s F ——调压室横断面面积0w h ——流量为Q 时引水道的水头损失 根据此式求得λmaxmax z X -=，即可得到m ax Z ，由水库正常高水位减去m ax Z 则为水库最高涌波水位。
2.2 计算最低涌波水位2.2.1丢弃全负荷产生的第二涌波水位 )1()1(max max 22X In X X In X -+=-+ 式中X 2为负值，而X max 为正值。
2.2.2 增加负荷时的最低涌波水位62.00min/2)/1)(1)(9.0/05.0275.0(1w w h m m m h z λεεεε=---+-+=式中：m ——负荷系数，小于1.Ɛ——表示引水道—调压室系统的特性根据计算结果，由水库最低水位减去min Z 即为最低涌波水位3.水库水位波动计算由上述计算可知，最高涌波水位：66.785+1279.0=1345.785(m) 最低涌波水位：1279.0-26.178=1252.822 (m)因此考虑安全超高，则调压室的顶高程为：1345.785+3=1348.785（m ） 同时调压室进水口底板应低于最低涌波水位1米，则压力钢管进口顶高程1252.822-1=1251.822(m).表一：最高涌波水位表二：第二波动振幅表三：增加负荷最低水位。
调压室水位波动计算
调压室水位波动计算1.计算说明1.1 最高涌波水位计算上游库水位应取正常发电可能出现的最高水位，引水道的糙率应取可能的最小值（使水头差最小），计算工况一般按丢弃全负荷考虑。
1.2 最低涌波水位计算上游库水位应取可能的最低水位，引水道糙率取可能最大值（阻力大，供水慢）。
在初步设计阶段，设计工况采用其余机组均满负荷运行，而最后一台机组投入运行的情况，但最后加入的容量应不小于三分之一，同时应该计算库水位丢弃全负荷后水位波动的第二振幅，以检验是否低于增荷时的最低涌波水位，选择最大值作为调压室的最低涌波水位。
1.3 调压室的顶高程应为最高涌波水位加安全超高，一般为2—3米；压力钢管进口底高程应距最低涌波水位至少1米。
2.计算公式及符号说明2.1 计算最高涌波水位max max 0)1(X X In X ++-=22w gFh Lfv =λ λwo h X =0 λz X -=式中：L ——引水隧道的长度f ——引水隧道横截面面积 v ——引水道的初始速度，m/s F ——调压室横断面面积0w h ——流量为Q 时引水道的水头损失 根据此式求得λmaxmax z X -=，即可得到m ax Z ，由水库正常高水位减去m ax Z 则为水库最高涌波水位。
2.2 计算最低涌波水位2.2.1丢弃全负荷产生的第二涌波水位 )1()1(max max 22X In X X In X -+=-+ 式中X 2为负值，而X max 为正值。
2.2.2 增加负荷时的最低涌波水位62.00min/2)/1)(1)(9.0/05.0275.0(1w w h m m m h z λεεεε=---+-+=式中：m ——负荷系数，小于1.Ɛ——表示引水道—调压室系统的特性根据计算结果，由水库最低水位减去min Z 即为最低涌波水位3.水库水位波动计算由上述计算可知，最高涌波水位：66.785+1279.0=1345.785(m) 最低涌波水位：1279.0-26.178=1252.822 (m)因此考虑安全超高，则调压室的顶高程为：1345.785+3=1348.785（m ） 同时调压室进水口底板应低于最低涌波水位1米，则压力钢管进口顶高程1252.822-1=1251.822(m).表一：最高涌波水位表二：第二波动振幅表三：增加负荷最低水位。
例析地下双室式调压井涌波水位计算
例析地下双室式调压井涌波水位计算1. 电站引水系统布置概况该电站引水系统采用一洞（管）三机的布置方式，引水系统建筑物布置在左岸，包括电站进水口、引水隧洞、调压井、压力管道等。
设计引用流量在不考虑电站综合利用（城市供水、灌区供水）流量（3.97m3/s）时为56.6m3/s，考虑电站综合利用时引用流量时为60.57m3/s。
进水口为岸塔式，底板高程1837.00m；塔顶高程为1900.00m，塔高63m。
塔前正常蓄水位EL.1895.000m，设计洪水位EL.1895.429m，校核洪水位EL.1896.301m，死水位EL.1848.000m。
引水隧洞为有压隧洞，长度1.678km，洞径4.4m；调压井为地下双室式；钢管道采用全埋管方式布置，主管长446.532m，内径4.0m，剖面上采用两平一斜段布置，为一管三机供水。
2. 计算采用基本参数（1）上游库水位正常蓄水位：1895.000m设计洪水位：1895.010m校核洪水位：1895.370m死水位：1848.000m（2）装机台数：3台（3）设计引用流量不考虑下游生态供水，仅发电，引用流量为56.6m3/s，单台机引用流量：18.867m3/s。
考虑下游生态供水，引用流量为60.57m3/s，单台机引用流量：20.19m3/s。
（4）流道参数引水隧洞断面为圆形，直径4.4m，全长1639m，含进水口段全长1678.375m。
压力管道主管、支管断面均为圆形，主管直径4m，全长447.637m，支管直径2.2m，长约30m。
3. 调压井稳定断面面积计算计算时，先计算出自水库至调压室水头损失系数α值，再计算出调压井水位波动所需最小断面面积，各项参数取值及具体计算成果详见表1。
调压井竖井断面采用圆形，根据上述托马稳定断面计算成果，调压井竖井直径初拟采用D=8m。
4. 调压井最高涌波水位计算4.1 最高涌波计算计算工况：上游水库正常蓄水位1895.000m，全部机组瞬时丢弃全部负荷。
调压室水位波动实验报告西华大学
调压室水位波动实验报告西华大学
调压室水位波动实验姓名：班级：学号：
一、实验目的
通过实验掌握不同类型调压室水位波动实验的基本技术并熟悉
和了解实验所需各项设备的性能及构造；了解不同类型调压室水位波动的特性以及影响水位波动过程的各种因素。
二、实验设备
引水管道、调压室、平水箱、快速闸门、电容液面计、压力传感器及测试系统。
三、实验任务与要求
利用调压室实验台阻抗式调压室或差动式调压室进行下列实验：观察并记录流量突然减少或突然增加时简单式、阻抗式、双室式、差动式等类型的调压室中水位波动过程及稳定所需要的时间，观察调压室内水位波动衰减过程。
并画出水位波动图。
比较不同类型调压室水位波动过程特性及影响波动衰减特性的各种因素。
四、实验记录和成果
1、水位波动记录（流量突然减少）。
调压室水位波动的稳定条件
调压室水位波动的稳定条件引言调压室是一种用于调节水位的装置，可以稳定水位并防止压力波动。
本文将探讨调压室水位波动的稳定条件，从理论和实践两个方面进行分析和讨论。
理论分析什么是调压室•调压室是一种用于调节水位的装置，通过控制进出口阀门的开启程度，调节水位并稳定压力。
调压室的原理1.调压室采用溢流调节原理，当进口流量超过调压室出口能力时，多余的流量将通过溢流管道排出，保持水位稳定。
2.调压室内设置压力传感器，通过监测水压变化反馈给控制系统，控制进口和出口阀门的开启程度，以维持稳定的水位。
调压室水位波动的原因1.外界供水流量的变化，如进口水流量增加或减少，会导致调压室水位波动。
2.调压室本身的结构和控制系统的性能也会对水位稳定性产生影响。
实践分析调压室结构设计1.调压室的容积设计要合理，容积过小会导致水位波动幅度变大，容积过大则会增加装置的占地面积。
2.调压室内部要考虑水流的流线性，减小水流的冲击力，降低水位波动的幅度。
控制系统性能优化1.控制系统需要具备高精度的水位检测能力，及时反馈水位变化信息。
2.控制阀门的开启关闭速度要适中，过快或过慢都可能引起水位波动。
3.控制系统需要具备自动调节功能，根据水位变化自动调节进出口阀门的开启程度，提高水位稳定性。
水源管理与调度1.加强对水源的管理和调度，合理安排供水计划，减少外界因素对调压室水位的干扰。
2.与供水部门进行紧密合作，共同协调调压室的运行和维护，提高水位稳定性。
监测与维护1.定期对调压室进行巡检和维护，保证设备的正常运行。
2.及时修复设备故障和泄漏问题，避免水位波动。
3.设置报警系统，监测调压室水位变化，及时采取措施进行调整和控制。
结论调压室水位波动的稳定条件包括合理的结构设计、优化的控制系统性能、水源管理与调度的合理安排以及对设备的监测与维护等方面。
只有掌握这些条件，才能有效地稳定调压室的水位，确保供水系统的正常运行。
通过对调压室水位波动的稳定条件的理论分析和实践分析，我们可以得出一些关键的经验教训和指导原则。
调压式水位波动实验评价
调压式水位波动实验评价
调压式水位波动实验是一种常用的实验方法，用于研究水的波动和稳定性。
其评价主要包括以下几个方面：
1. 实验稳定性：实验过程中水位是否保持稳定，波动程度是否可控，实验结果是否可重复。
2. 实验精度：调节后的水位与目标水位的差异大小，调节过程中的误差大小。
3. 波动性能：调压系统对于外界扰动的响应速度和稳定性。
4. 实验装置：调压器、水槽、传感器等实验装置的可靠性、精度和操作便捷性。
5. 数据处理：实验数据的处理方法是否合理，结果的可信度和准确性。
6. 实验结果：通过实验得到的水位波动曲线和波动规律是否符合预期，是否与理论模型吻合。
综合上述评价指标，调压式水位波动实验可用于研究水位波动原因及其对系统稳定性的影响，为相关工程设计和优化提供实验依据。
同时，可以通过改变调压参数和实验条件，探究不同因素对水位波动的影响，从而指导实际工程的运行与优化。
水锤及调压室水位波动演示实验
水锤及调压室水位波动演示实验一、实验目的1．通过实验,使学生增加对水锤及调压室水位波动的感性认识，巩固和加深水锤压力及调压室水位波动的基本概念和基本理论；2．初步了解水锤压力及调压室水位涌浪的测量方法测量仪器。
二、实验主要仪器和装置1．水箱2．调压室：有机玻璃制作，有圆筒式和差动式；3．压力表或压力传感器接动态应变仪；4．球型阀门引水管道及阀门；5．引水管道：有机玻璃制作。
其装置如下图：三、实验方法和步骤:1．水锤现象观测(1)关闭调压室阀门(调压室不投入运行)，开启管末阀门，待水流稳定后记下压力表读数。
然后突然关闭管末阀门，同时记下压力表最大读数。
压力表读数的变化即为突然关闭阀门时管末的最大水锤压力。
(2)开启管末阀门控制在适当开度，待水流稳定后记下压力表读数。
然后将阀门急速加大到某一开度，并保持不变,同时记下压力表的最小读数，即测得突然开启阀门时管末的负水锤压力。
(3)打开调压室阀门，重复第(1)步骤操作，测得调压室投入工作后管末的最大水锤压力。
比较(1)与(3)步骤水锤压力的大小，即可说明调压室对减少水锤压力的作用。
2．调压室水位波动现象观测(1)打开调压室阀门，开启管末阀门，控制简单调压室内的水位在适当位置,并记下水位高程。
(2)突然关闭管末阀门，同时按下秒表，观察调压室内水位上升的情况，当水位上升到最高点时，记下水位高程及所经历的时间(秒)。
而后，观察水位下降的情况，当水位下降到最低点时，记下水位高程及所经历的时间(秒)。
如此，调压室水位升降交替变化，最后稳定在一个水位上。
(3)开启管末阀门，控制调压室内水位在适当高的位置，待水流稳定后，记下水位高程。
而后将阀门急速加大到某一开度，并保持不变，观察调压室水位下降、上升交替变化的情况。
(4)在简单调压室内加入升管，即变为差动式调压室。
重复第(2)步骤操作，记下调压室内水位上升和下降的最大值以及相应的时间，比较两次试验调压室水位的变化值以及波动衰减情况。
第十五章 调压室4
第十五章调压室第四节简单式和阻抗式调压室的水位波动计算调压室水位波动计算常用的方法有解析法和逐步积分法。
解析法较简便，可直接求出最高和最低水位，有时精度差，不能求出波动的全过程，常用以初步决定调压室的尺寸。
逐步积分法是通过逐步计算以求出最高和最低水位，其最大优点是可以求出波动的全过程和求解复杂的问题。
逐步积分法可分为图解法和列表法(数学积分法)，两者原理相同。
图解法简便，醒目，列表法较精确。
逐步积分法一般用于后期的设计阶段。
近年来随着电子计算机的发展，在工程设计中已越来越多地采用电算法，以同时解决调压井涌波、水锤压力及机组速率上升的复杂计算，特别是研究各参数的影响时，电算法更为优越。
下面我们主要介绍解析法和图解法。
电算法则在第九节中介绍。
一、水位波动计算的解析法（一）丢弃全负荷情况当丢弃全负荷后，水轮机的流量Q=0,连续性方程式(15-3）变为在水流进出调压室时，如考虑由于转弯、收缩和扩散引起的阻抗孔口水头损失K,则动力方程式(15-4)变为式中，其中为水头损失系数（为一常数）。
,其中和分别为流量流过引水道和进出调压室所引起的水头损失。
令，则，，将以上关系代入式(15-7)，两边除以,并令，则得将V=y代入式（15-6），并和式（15-8）消去dt，得再令，即Z=SX，dZ=SdX，代入上式，得系数S具有长度因次，用以表示“引水道—调压室”系统的特性。
X和Xo均为无因次的比值。
式（15-10）为变数X和的一阶线性微分方程式，积分后得积分常数C可由起始条件决定。
波动开始时，t=0，V=，即y=1,Z=,X=Xo,以y=1,X=Xo代入上式，得故（15-10）的最后解答为对于调压室的任何水位（用X表示），可用上式算出与之对应的引水道的流速V = y，也可以进行相反的计算，但不能求出流速V与水位X对于时间t的关系，因此，不能求出水位波动过程。
1.最高水位的计算欲求波动的最高水位，只需求出即可。
在水位达到最高时，V=0，即y=0，代人式(15-11)得两边取对数得式中的符号在静水位以上为负，在静水位以下为正。
调压室水力计算的电算法简介
调压室水力计算的电算法简介电算法与常用的解析法和图解法相比，具有计算理论严密，简化假设少，速度快，精度高，可以计算不同类型的调压室在各种工况下的涌波全过程并可与水锤、机组转速变化联合求解等许多优点。
尤其在研究某参数对调压室水位变化过程的影响时，电算法更为便利。
进行调压室水位波动计算时，以水轮机、阀门的出流方程作为边界条件，从某种已知初始状态开始，采用四阶龙格-库塔数值积分法求解调压室水流连续方程和隧洞水流动力方程。
本节仅介绍阻抗式、简单式调压室的水位波动计算，给出IBM-PC/XT机FORTRAN语言的计算程序及计算实例。
对程序稍加修改，便可用于某些布置方式较特殊的调压室波动计算。
一、调压室水位波动的基本微分方程调压室的基本方程为：.连续方程2.动力方程式中Q——隧洞中的流量；——压力管道中的流量；F——调压室的截面积；Z——调压室水位；——上游水库水位；K——调压室阻抗水头损失系数；——调压室中的流量，以进人调压室时为正；R——隧洞的沿程损失和局部损失系数；g——重力加速度；A——隧洞的截面积；L——隧洞的长度。
如已知出流变化规律，则，可以根据四阶龙格-库塔法来逐步求解式(15-53)和式(15-54）。
二、龙格-库塔法计算公式如已知t时刻的、值，则可以根据以下公式来求t十△t时刻的、之值。
三、程序框图程序框图如图15-25所示。
图15-25 计算框图四、程序中所用符号的意义NS——调压室高程—截面曲线已知点数。
ZA (I, J)——调压室高程—截面曲线。
共I行，每行二列，分别为一个高程值及相应的调压室截面积。
ZA(I，1)为高程，ZA(I，2)为面积。
HR——上游水库水位，m。
TS——水轮机导叶或阀门关闭或开启时间，s。
KI——水流流进调压室时的阻抗系赦，即为中的系数，单位为。
K0——水流流出调压室时的阻抗系数，。
Q0——起始流量，。
QE——终止流量，。
Z——起始时调压室中的水位，m。
L——从水库到调压室处的引水隧洞长度，m。
第五章调压室
第十章调压室第一节调压室的功用、要求及设置条件一、调压室的功用在较长的压力引水系统中，为了降低高压管道的水击压力，满足机组调节保证计算的要求，常在压力引水道与压力管道衔接处建造调压室。
这样，从水库到调压室为纵向坡度较缓的压力隧洞，其内压力较低，而从调压室到厂房为坡度较陡的高压管道。
有时如果尾水隧洞的长度较大，也可设置尾水调压室。
调压室利用扩大断面和自由水面反射水击波，它将有压引水系统分成两段：上游段为压力引水道，下游段为压力管道。
调压室的功用可归纳为以下几点：(1) 反射水击波。
基本上避免(或减小)了压力管道传来的水击波进入压力引水道；(2) 缩短了压力管道的长度，从而减小了压力管道及厂房过水部分的水击压力；(3) 改善机组在负荷变化时的运行条件；(4) 由于从水库到调压室之间引水道的水压力较低，从而降低了其设计标准，节省了建设经费。
二、调压室的基本要求根据其功用，调压室应满足以下基本要求：(1) 调压室应尽量靠近厂房，以缩短压力管道的长度；(2) 调压室内水体应有自由表面和足够的底面积，以保证水击波的充分反射；(3) 调压室的工作必须是稳定的。
在负荷变化时，引水道及调压室水体的波动振幅小并迅速衰减，达到新的稳定状态；(4) 正常运行时，水流经过调压室底部造成的水头损失要小。
为此调压室底部和压力管道连接处应具有较小的断面积；(5) 结构安全可靠，施工简单方便，造价经济合理。
三、调压室的设置条件调压室是改善有压引水系统和水电站运行条件的一种可靠措施。
但调压室一般尺寸较大，投资较高，工期长，特别是对于低水头电站，调压室在整个引水系统造价中可能占相当大的比例。
因此是否设置调压室，应在机组过流系统调节保证计算和机组运行条件分析的基础上，考虑水电站在电力系统中的作用、地形及地质条件、压力管道的布置等因素，进行技术经济比较后加以确定。
1．上游调压室的设置条件初步分析时，可用水流加速时间(也可称为压力引水道的水流惯性时间常数)T w 来判断，设置上游调压室的条件：[]wp ii w T gH V L T ≥=∑ (10-1) 式中：L i ——引水道(包括蜗壳和尾水管)各段长度，m ；V i ——上述各段引水道的流速，m/s ；H p ——水轮机设计水头，m ；[T w ]——T w 的允许值，一般取2~4s 。
差动式调压室甩荷时水位波动以及大井面积和有效阻抗孔面积的计算方法
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调压室水位波动的稳定条件(一)
调压室水位波动的稳定条件(一)调压室水位波动的稳定条件为了保证水位稳定，调压室的设计和运行都需要遵守一些稳定条件，这些条件主要包括以下几个方面：设计条件•调压室的容积要考虑冲击流量和补给流量的影响，容积过小容易导致水位波动；•调压室进口和出口的尺寸、位置和数量也要考虑充分，过小或过多都会影响水位的稳定性；•调压室的进口要尽量避免冲击流量直接进入调压室，应当设置挡泥墙或淤泥坑等措施。
运行条件•调压室出口的水流量要适当，不能过大或过小，过大会导致水位下降，过小会导致水位升高，都会影响水位稳定；•调压室水位控制系统要运行稳定，控制精度要高，否则会导致水位波动；•调压室应当按照规定清淤，清洗周期不宜过长，否则淤泥积累过多也会影响水位控制。
日常维护•定期检查调压室设施，如水位计、液位控制器、自动阀门等，确保设施正常运行；•定期清理调压室内部杂物，保持进出水口畅通，防止阻塞影响水位控制；•定期检查调压室附近环境，如是否存在漏水、堵塞等情况，及时维护处理。
稳定的调压室水位对水厂正常运行至关重要，需要注意水位波动的各种原因，及时采取措施，保障供水安全。
可能出现的问题在实际运行中，调压室水位波动可能还会出现以下问题：-气压突变：气压突变是指由大风、雷雨等原因造成的气压突然变化，会对调压室水位产生影响。
-设备故障：调压室设备故障也会导致水位波动，如液位计故障、自动阀门失灵等。
-水质变化：水质变化也会对调压室水位产生影响，如进水水质突然变差，会使调压室出口水流量增大。
-设备老化：随着时间的推移，调压室设备会出现老化，特别是自动控制设备容易出现问题，导致水位波动。
总结对于调压室水位波动的稳定条件，我们需要从设计、运行、维护等多个方面入手，针对不同问题采取相应措施。
只有保证调压室设施的正常运行，才能维持水厂运转稳定，保障供水质量，为人民生活做出更大的贡献。
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调压室水位波动计算
1.计算说明
最高涌波水位计算
上游库水位应取正常发电可能出现的最高水位，引水道的糙率应取可能的最小值（使水头差最小），计算工况一般按丢弃全负荷考虑。
最低涌波水位计算
上游库水位应取可能的最低水位，引水道糙率取可能最大值（阻力大，供水慢）。
在初步设计阶段，设计工况采用其余机组均满负荷运行，而最后一台机组投入运行的情况，但最后加入的容量应不小于三分之一，同时应该计算库水位丢弃全负荷后水位波动的第二振幅，以检验是否低于增荷时的最低涌波水位，选择最大值作为调压室的最低涌波水位。
调压室的顶高程应为最高涌波水位加安全超高，一般为2—3米；压力钢管进口底高程应距最低涌波水位至少1米。
2.计算公式及符号说明
计算最高涌波水位
max max 0)1(X X In X ++-=
2
2w gFh Lfv =λ λwo h X =0 λz X -=
式中：L ——引水隧道的长度 f ——引水隧道横截面面积 v ——引水道的初始速度，m/s
F ——调压室横断面面积
0w h ——流量为Q 时引水道的水头损失
根据此式求得λ
max
max z X -=，即可得到m ax Z ，由水库正常高水位减去m ax Z 则为水库最高涌波水
位。
计算最低涌波水位
丢弃全负荷产生的第二涌波水位
)1()1(max max 22X In X X In X -+=-+ 式中X 2为负值，而X max 为正值。
增加负荷时的最低涌波水位
62.00
min
/2)
/1)(1)(9.0/05.0275.0(1w w h m m m h z λεεεε=---+-+=
式中：m ——负荷系数，小于1.
Ɛ——表示引水道—调压室系统的特性
根据计算结果，由水库最低水位减去min Z 即为最低涌波水位
3.水库水位波动计算
表一：最高涌波水位
表二：第二波动振幅
表三：增加负荷最低水位
由上述计算可知，
最高涌波水位：+=(m)
最低涌波水位： (m)
因此考虑安全超高，则调压室的顶高程为：+3=（m）
同时调压室进水口底板应低于最低涌波水位1米，则压力钢管进口顶高程=(m).。