输油管道的水击分析解析PPT精品课件
《管道的水力计算》PPT课件
（1）按ΣQi=0分配流量 从A点和最远点F点分配，可假设
（2）计算各管段损失并填表 注意正负号 hi SiQi2
（3）计算校正流量ΔQ
注意公共段CD
环网计算表
环 管 假定流
路 段 量Qi
Si
管段校 校正后 校正后
hi
hi /Qi
ΔQ
正流量 的流量Qi 的hi
AB +0.15 59.76 +1.3346 8.897
vB2 2g
zA
zB
pA pB
g
v
2 A
2g
1 vB2Biblioteka 2gH0——作用水头
H0
1
vB2 2g
流速
vB
1
1
2gH0 2gH0
对锐缘进口的管嘴，ζ=0.5， 1 0.82
1 0.5
流量 Q vB A A 2gH0 A 2gH0
Qi 0 b.由流量确定各管段管径
d 4Qi ve
ve——经济流速（规范要求）
c.由控制线确定作用压力
p pi pc Spi Qi2 pc 或 H hi hc Shi Qi2 hc
d.阻力平衡，调整支管管径
（2）管网布置和作用压力已定，求di——校核计 算，扩建管网
短管的作用水头
H0
1
l d
v2 2g
1→突扩ζ=1，H0→H
H l v2
d 2g
v2
4Q
d
2
2
代入，得
输油管道系统水击分析与计算
输输油管道系统水击分析与计算陈鑫!鲁传敬李长俊谢军（上海交通大学）（西南石油学院）（上海交通大学）陈鑫鲁传敬等：输油管道系统水击分析与计算，油气储运，!""!，!#（#!）!$%!&。
摘要水击是输油管道系统中经常出现的一种不稳定流现象。
当管内压力由于水力瞬变而发生急剧变化时，如果某高点未出现因压力低于油品的饱和蒸气压而产生的负压汽化现象，则流动为单相流动，但如果出现负压汽化现象，则处于该点的管段内液体的流动就演变成了气液体两相流动，增大了水击分析的难度。
对管内单相流动和含气泡液体两相流动进行了水击分析，认为分析结果可以真实地反映油品在管内流动的规律，并且可以全面用于模拟和分析管道系统的各种工况，确保管道在安全的前提下优化运行。
主题词输油管道气液两相流水击数学模型分析计算随着输油管道向大型化、连续化和管网化的方向发展，输送过程日益复杂。
而且，在流体输送过程中，水击的发生会使管内某点压力过高或过低，使系统设备或性能遭到破坏。
因此，为了保证管道在安全的前提下优化运行，必须从初期的规划设计到后期的运行管理的每个环节，深入全面地掌握管道工况的动态变化规律，对管道系统进行水击分析及其数值模拟是十分重要的。
一、管道系统数学模型!、管元件模型按’()**(*)和+,-.*的推导，对于薄壁管，波速方程〔#〕可以表达为：!/"#!#（#0"#$%"#0&’"#()*!"）（#）式中!———波速，123；"#———油品体积弹性系数，45；!#———油品密度，6721$；$———管道外径，1；%———管材弹性模量，45；"———管壁厚度，1；#———系数，取决于管道约束方式；&’———液体内气相体积（在常压下）的百分含量；(———气体常数；)———油品温度，8；*———管内某处绝对压强，45。
（#）单相流动水击基本方程〔!〕运动方程：+#+#,0#+#-0#!##*#,0’3.9$0%!.+:+:/"（!）连续方程：#!#!!（+#*#,0#*#-）0#+#,/"（$）能量方程：;（/)）;-<*!!!!#;*;-/%:+$:!.<="$!#（)<)"）（=）式中+———油品流速，123；,———距离，1；-———时间，3；’———重力加速度，123!；$———管道倾角，（0）；%———摩阻系数；.———管道内径，1；/———油品热容，>2（67·8）；!!""!="，上海市闵行区上海交大建工学院1"##""?#班；电话：（"!#）@=A=@&A?。
成品油输送管道水击计算分析以及措施
成品油输送管道水击计算分析以及措施摘要：成品油长输管道启输或运行过程中，各类操作导致发生水击现象，引起管道区部超压、液柱分离等现象。
介绍输油管道水击发生的原因，计算分析华南管道压力异常上涨，验证管道发生水击详细情况。
分析管道水击预防措施，自动泄压、水击超前保护，提出各类工况优化。
关键词：成品油输油管道；水击计算分析；水击防护措施.管道水击产生原因和计算.成品油输送过程中，因流量变化、中间站启停下载、泵切换等情况，会使整个水力系统由一个稳定状态过渡到另一个稳定状态。
油品在管道因原有的流体惯性，在工况变化的过程中，液体流速发生改变引起的压力瞬变的过程中，进行能量转换，由原有的动能转变为压能，这就称为水击。
根据茹科夫斯基公式，由于液流速度的瞬时变化所引起的水击压力变化为P=ρa(v0-v)，式中ρ为液体密度，kg/m³；a为水击波在该管道中的传播速度，m/s；v0—正常输油时液体流速，m/s;v—突然改变后的液体流速，m/s；管道流速计算公式为v=，式中Q为管道内瞬时流量m³/s；R为管道内径 m。
压力波在管道传播速度取决于管壁的弹性和液体的压缩性，其关系为a=,式中E为管材弹性模量，Pa;D为管道内径，m；δ为管壁厚度，m；K为液体的体积弹性系数，Pa;对于一般的钢质管道，压力波在油品中的传播速度大约为1000~1200m/s。
二、成品油输送管道水击分析.管道不满流产生水击现象分析.输油管道启输时，管内油品由静态转变成动态，输油泵启动时，可作为油品状态变化瞬间。
当管道满流的情况下，管内油品因流体惯性，输油泵对油品进行均匀做功，此时油品流速变化小且管道内各处流速相等。
若管道内存有气体，当输油泵对油品做功时，因输油泵出口的气体惯性小，经由输油泵输出的油品速度提升快，同时对管内气体进行压缩，导致管道内油品流速不一致且不可控。
此时管道内油品部分流速快，部分流速慢，当流速不一的油品接触后，两股油品流速发生变化，引起压力瞬变，从而产生水击。
输油管道设计与管理级资料PPT课件
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第二章 等温输油管道的工艺计算
2.5.2 动、静水压头的校核 （1）动水压头的校核
动水压力指油流沿管道流动过程中各点的剩余压力。 在纵断面图上，动水压力是管道纵断面线与水力坡降线 之间的垂直高度。动水压力的大小不仅取决于地形的起 伏变化，而且与管道的水力坡降和泵站的运行情况有关。
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第二章 等温输油管道的工艺计算
解决管道大落差的方法
按“等强度”原则，采用变壁厚管道设计，在低点 处增加壁厚保证管道安全；
采用变径管设计，在下坡段采用较小管径，加大沿 程摩阻，降低低点处的动水压力，并减少管材的用 量，降低工程投资。
在地势陡峭的地区采用隧道敷设以降低下坡段的高 差，同时缩短线路，降低投资及动力费用。
站取问增题加壁。厚设，计提时高：承应压按能照力二的期方的法。泵对站于间动距水来压校力核超动限水的 压管力道；，是不采同取站增间加，壁承厚压，要还求是不设同减压，站应，分需别要校进核行；技考术虑经 高济差比时较也。应按照越站来校核。
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第二章 等温输油管道的工艺计算
2.5.2 动、静水压头的校核 （2）静水压头的校核
1、正常工况变化 ⑴ 季节变化、油品性质变化引起的全线工况变化，如油
品的ρ、ν变化； ⑵ 由于供销的需要，有计划地调整输量、间歇分油或收
油导致的工况变化。
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等温输油管道运行工况分析与调节
2、事故工况变化 ⑴ 电力供应中断导致某中间站停运或机泵故障使某台泵 机组停运； ⑵ 阀门误开关或管道某处堵塞； ⑶ 管道某处漏油。
输油管道的水击分析及保护
输油管道的水击分析及保护摘要:为了消除发油时管道内的水击现象，本文主要分析原输油管道的水击现象产生原因，产生的基本原理和危害。
对水击分析现象下，结合其水击的特点，通过公式的理论验证，提出相应的水击预防保护措施，以加强输油管道的运用。
关键词:输油管道；水击分析；危害；防护作用；随着各行各业的兴起对液油的需求量增加，因此输油管道系统的应用要求也越来越高，长距离输油管道就显得更加便利了，其主要还是因为输油管道相对于其他输送方式铁路、公路的输油方式相比，管道输油具有运量大、密闭性好、成本低和安全系数高等特点优势，所以输油管道俨然成为石油的主要输送工具之一，未来依旧具有相当大的发展潜力。
目前输油管道主要面临的是管道保护和使用安全上的问题较为重要，本文着重陈述输油管道在长距离输送的管道中液油流速发生急剧变化所引起的压强大幅度波动的现象，管道系统中闸门急剧启闭，使得液体发生流速发生巨大的变化，所产生的水击问题。
从中分析水击产生的危害和采用预防措施，以防止不良事件的发生。
输油管道发展状况管道输送的发展与我国当前的工业的发展有着密不可分的关系，输油管道最早的原油管道是克拉玛依—独山子原油管道，在上个世纪50年代末建成投入使用，是我们工业发展进步的标准。
其次我国在输油管道中也有较大的突破，包括距离上，干线长1858公里，管径813毫米，该管道起于乌鲁木齐王家沟首站，止于兰州末站。
还有其管径上也有重大突破，在日照-仪征原油管道的管径可达到914毫米，设计压力8.5MPa。
从中可以充分说明了输油管道在未来发展的潜力越来越大。
输油管道水击分析水击产生的原因输油管道中的水击，是指液体流速改变引起的压力瞬变，这一变化过程实际是能量之间的转换。
无论哪种原因而引起流速的变化，增压或是减压都将会产生水击，在流速的突然下降所产生的水击对输油管道具有特别大的危险。
这种压强的变换交替，会出现极大的升降值，如果处理不当将导致管道系统发生强烈的振动，受到压强过大的影响而导致管道严重变形甚至爆裂。
管道的水击分析与计算34页PPT
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
管道的水击分析与计算
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
输油管道的水击分析
输油管道的水击分析水击是指液体在管道中快速流动时产生的压力冲击现象。
对于输油管道来说，水击是一个非常重要的问题，因为水击会对管道造成巨大的冲击力，导致管道破裂甚至爆炸，造成严重的安全事故。
因此，对输油管道的水击进行分析和控制是非常必要的。
首先，我们来了解一下水击的原理。
当液体在管道中由于其中一种原因突然停止或改变流动方向时，会导致液体产生冲击波，产生高压区和低压区。
高压区的压力将超过管道的承受力，导致管道破裂。
而低压区的压力则会引起液体的回流和大规模振荡，进一步加剧了水击的破坏力。
水击的产生有多种原因，例如阀门关闭过快、泵机组启停突然、管道泄漏堵塞等。
在输油管道系统中，特别是在泵站、阀室等地方，水击的危险性更大。
因此，对于这些关键的控制节点，应当采取合适的措施来防止水击的发生。
为了分析输油管道的水击现象，通常使用一维流动理论。
该理论假设流体是均匀、定常、不可压缩的，可以采用质量守恒方程和动量守恒方程来描述流动的分布和变化。
在考虑水击问题时，还需要引入一个补偿容器来缓冲液体流动的压力冲击。
补偿容器的作用是通过改变管道系统的远端和近端的液体压力来达到缓冲和稳定液体流动的目的。
补偿容器通常设计为一个封闭的容器，容器中充满了空气或惰性气体。
当液体流速改变时，补偿容器可以通过改变内部气体的体积来平衡液体流动产生的压力冲击。
此外，在设计输油管道系统时，还应注意以下几点来控制水击的发生：1.合理选择管道的材质和尺寸，以保证其足够强度和刚度，能够承受流体的压力冲击。
2.采用合适的阀门和泵机组，以控制流速的变化，避免突然开关或启停造成的压力冲击。
3.在关键节点设置减压阀、隔离阀等，可以分散和缓解水击冲击，降低其对管道系统的影响。
4.定期检查和维护管道系统，及时处理泄漏和堵塞问题，避免因此引起的水击现象。
在实际操作中，水击的分析和控制通常需要使用专业软件进行模拟和计算。
这些软件可以根据管道系统的实际参数和操作条件，模拟液体的流动和压力分布，帮助预测和评估水击的风险，并提供相应的管控措施。
原油码头管道输送水击问题的研究与分析
赵振智 ，王 为民 ，李卫卫 ，郑翔文 ，王有龙
（ 辽 宁石 油化 工 大学 石 油 天然气 工程 学 院 ， 辽 宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ １ ）
摘
要 ：原油码头卸船 、原 油库 区装 船过 程当中很 容易出现原油不稳定流动的现象 ，因此造成水击 ，水击
对原油管道产生很严重 的破坏性影 响。针 对大连长兴岛油船发生水击的现象进行了分析 ，阐述 了产生水击的原
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｌ ｆ ｏ ｗ ｏ ｆ ｃ ｒ ｕ ｄ ｅ ｏ ｉ ｌ ａ ｐ ｐ ｅ ａ ｒ ｓ ｖ ｅ ｒ ｙ ｅ ａ ｓ ｉ ｌ ｙ ｄ ｕ ｉ ｒ ｎ ｇ ｃ ｕｄ ｒ ｅ ｏ ｉ ｌ ｓ ｈ ｉ ｐ ｕ ｎ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｏ ｒ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ
因，水击 的危害。提出了水击 波的流速公 式和不同工况时冲击压力的计算公式 。最 后针对工程 的实际情况 ，从
设计 、施工 、管理三方 面提 出了预防水击 的措施 。 关 键 词 ：原油管道 ；水击 ；工况分析 ；预 防
文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ — ０ ４ ６ ０（ ２ ０ １ ３）０ ９ — １ ２ ３ ７ — ０ ３ 中图 分 类 号 ：Ｔ Ｅ ８ ８
输油管道的水击分析解析PPT教学课件
间接水击：指闸门关闭（或开启）的时间Ts＞T（相长），即从水 库反射的减（增）压波已到达阀门处，阀门尚未关（开）完毕，
使阀门处水击压强不能再升高（降低）到最大（小）。
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阀门突然关闭时有压管道中的水击的物理过程
a
流速由V0→0，
压强增加△p，
H0
管壁膨胀
p g
p0 g
H0
a
流速由0 → -V0 ， 压强减小，恢复原状， 管壁恢复原状
则阀门处
L
若
Ts
2L a
则阀门处
p 1a(V 0 V 1) p 2a (V 1 V 2)
n
p pi aV0 i1 n
p pi aV0 i1
若
Ts 2L
则阀门处将不可能升到阀门突然关闭时10 那样高的水击压强
输油管道的水击分析
2L
直接水击——当Ts
时，阀门处的压强不受阀门关闭时间长短的影响
2L c
，称为一个相长。往返两次
的时间4L 2T 称为一个周期。式中a为水击波的波速，L为管道的长度。
c
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输油管道的水击分析
0tLc v0 0
Lct2Lc 0v0
2Lct3Lc v0 0
3Lct4Lc 0v0
水击的分类： 根据闸门关闭（或开启）的时间Ts与相长T的比值
直接水击：闸门关闭（或开启）的时间Ts＜T（相长），即从水库 反射的减（增）压波尚没有到达阀门处时，阀门已经关闭（开启） 完毕，阀门处已达最大（小）水击压强。
此速度为充满汽油的406.4 7.1的管道中，压力波的理论速度。
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输油管道的水击分析
水击
柱分离。
三、一个中间泵站突然停运时的水击特点
三、一个中间泵站突然停运时的水击特点
三、一个中间泵站突然停运时的水击特点
三、一个中间泵站突然停运时的水击特点
气体逸出和液柱分离
四、密闭输送管道的事故保护
输油管道中发生的水击，从产生的原因有许多种，但
对管道与设备安全构成威胁的有两种：
（1）中间泵站因为动力中断，输油泵突然全部关闭， 在停泵站进口侧产生高压波，停泵站出口侧产生低压波；
对于事故引起的流量变化，产生的瞬变流动剧烈程度，
取决于事故本身的性质。如果压力变化引起的瞬变压力 超过管道允许的工作条件，就需要对管道系统采取相应 的调节与保护措施。
二、水击计算的基本公式
1、水击压力 由于液流速度的时变化所引起的初始水击压力值可按 下式计算：
p a（v 0 - v）
五、干线检漏
（1）、压力坡降法检漏 （2）、压力波法检漏
谢谢大家!
输油管道中的 水击
新疆油田油气储运公司 2012年5月25日
主要内容
一、水击产生的原因及危害 二、水击计算的基本公式 三、一个中间站突然停运时的水击特点 四、密闭输送管道的事故保护
一、水击产生的原因及危害
水击现象：指在压力管道中，由于某种原因而引起流速
变化时，引起管内压力的突然变化。造成压力波在管内的迅
所不同的是利用外加氮气系统，适用于各种油品，缺点是
需要一套复杂的氮气系统，投资和运行费用较高。
四、密闭输送管道的事故保护 （ 1）、泄放保护
泄放阀参数的计算在于根据阀的口径及所定压力给定 值确定其泄放量，计算公式如下：
Ps Q 0.0865KF 式中 Q —泄放阀泄放能力，d m3/h；
油田管道中的水击现象
油田管道中的水击现象摘要：液体输送过程中，当稳定状态受到破坏，压力发生瞬变时，会发生水击现象、多泵站长距离的密闭输油管道和高低压注水管道中都有可能发生水击现象。
发生水击的物理原因是液体具有惯性和粘性，其特征是流速和压强发生急剧变化。
根据水击现象的诱发因素，提出了具体的水击的预防措施，即压强自动保护、压强自动调节和液流泄放。
关键词：管道井筒水击破坏原因分析措施一、常见输液管道中的水击现象（1）目前埕岛油田输液管网现状它的主要优点就是：（1）易于外输管理；（2）对设备的要求降低；（3）对一些突发事件能赢取时间。
当然缺点也是非常明显：（1）在外输过程中油温降的比较快；（2）中间环节加多，需要管理人员增加，加大了成本；（3）中间环节多，容易引起一些设备的故障；（4）需要人员对平稳外输进行闸门及时调节，保持大罐液位等。
（2）多泵站长距离的密闭输油管道“从泵到泵”的输送是长输油管线中全线统一的密闭输送系统，即除首末两站外，中间各站的油罐都取消，由泵出口直接泵入下一泵站的入口，是一种较先进的长距离输油方式。
这种输油方式可以减少原油的热耗散，充分利用原油从泵站到下一泵站的剩余能量，可节省大量能源。
现在我们在长距离输油时已采用从泵站到泵站的密闭输油工艺。
目前，海上中心平台“从罐到泵”的外输方式，而且为保证平稳外输、和注水平稳，给离心式外输泵、注水泵加装合适的变频装置。
这样即能保证原油外输、注水平稳，又起到了设备保护和节能的效果。
（3）长距离顺序输送管道顺序输送是指在同一条管道内按一定的顺序连续输送几种油品。
由于管道内存在几种物理性质不同的油品，从而引起管道的水力工况变化比较复杂，特别是当两种不同的油品界面通过离心式输油泵时，会引起泵的运行控制条件发生变化，给管路的安全带来影响。
油品交替完成之后，输油泵又回到正常工作点。
这表明，当输送物质交替时间很短时，输油泵的工作点会大大偏离额定工作点，这种偏离对输油泵的正常工作影响很大，容易引起泵的汽蚀、泵机组的过载和因流量低于允许最小工作流量而停机。
长距离输油管道系统课件.ppt
2024/10/10
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二、长距离输油管道的组成
◆输油站 首站
中间站 末站
◆线路
加热站 输油泵站
输油站功能：
加压 加热 计量（首、末站）
2024/10/10
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三、长距离输油管道的特点
与公路、铁路、水路运输相比，管道运输的优 点为：
1、运输量大
连续运行
2024/10/10
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2、运费低、能耗小
原苏联管线运价约为铁路的1/2，美国约为铁路的1/7-1/10 ， 我国目前基本与铁路持平。(基于合理输量)
Hc A BQ2 m a bq2 m
Q q1 q2 .....qn
2024/10/10
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2、串联泵站的工作特性
串联泵站的特点：
各泵流量相等，q=Q，泵站扬程等于各泵扬程
之和，Hc= Hi 。
设有n2台型号相同的泵串联，则：
Hc n2H n2a n2bQ2 m
A n2a，B n2b
2024/10/10
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2、改变泵特性的方法
（1）切削叶轮
H
a
D D0
2
b
D D0
m
Q
2m
式中：D0、D－变化前后的叶轮直径 , mm
a、b—与叶轮直径D0 对应的泵特性方程中的两个常系数。
离心泵叶轮的允许切割量
泵的比转数ns
60
120
200
300
500
(D0-D)/D0
0.20
0.15
0.11
根据该定义有：
上式表明，输量为 Q 的液体从翻越点自流到终点还 有能量富裕。
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（3）进口负压调节
泵进口在负压下运行,泵特性曲线降低； 一般只用于小型离心泵，大型离心泵一般要求正压进泵。
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p pi aV0 i1 n
p pi aV0 i1
若
Ts 2L
则阀门处将不可能升到阀门突然关闭时10 那样高的水击压强
输油管道的水击分析
2L
直接水击——当Ts
时，阀门处的压强不受阀门关闭时间长短的影响
a
间接水击——当
Ts
2L a
或L
aTs 2
时，阀门处的压强与阀门关闭时间的长
短有关
工程设计中减小水击压强的措施：
➢合理选择参数，并尽可能延长阀门调节时间，以避免产生直接水 击。 ➢在管壁材料强度允许的条件下，应当选用直径较大，管壁较薄的水 管。
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输油管道的水击分析
水击计算基本公式
液体流速瞬时变化所引起的初始水击压力（直接水
击）：
P P C C(V 0V 0 V g) C 0V gC (V 0 V )
输油管道的水击分析
2021/3/1
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输油管道的水击分析
输油管道中的水击
水击是指液体流速改变引起的压力瞬变过程。其实 际上是一种能量转换。任何原因引起的流速变化，都将 产生水击，或是增压、或是减压。流速的突然下降所 产生的水击对输油管道特别危险。
“泵到泵”输油管道水击发生示意图
2021/3/1
2
输油管道的水击分析
2L c
，称为一个相长。往返两次
的时间4L 2T 称为一个周期。式中a为水击波的波速，L为管道的长度。
c
2021/3/1
4
输油管道的水击分析
0tLc v0 0
Lct2Lc 0v0
2Lct3Lc v0 0
3Lct4Lc 0v0
水击的分类： 根据闸门关闭（或开启）的时间Ts与相长T的比值
直接水击：闸门关闭（或开启）的时间Ts＜T（相长），即从水库 反射的减（增）压波尚没有到达阀门处时，阀门已经关闭（开启） 完毕，阀门处已达最大（小）水击压强。
一类是从改变流速变化过程的角度考虑，如采用气 体缓冲罐、水击罐等，设计合理的阀门开、关程序和停 泵控制过程，减缓流体瞬变过程。例如在停电站上、下 游的泵站上停一台泵，以适应事故站的流量变化等。另 一类是使用各种压力保护设备，防止管道超过允许工作 压力。如各种泄压装置、回流保护系统和逻辑控制顺序 停泵技术等。
防止水击的措施
（1）输油管道水击的特点
1）对长距离输油管道的水击要考虑水击波传递过 程中的阻尼现象。
2）中间泵站突然停输是长输管路中产生水击的主要 原因，其对上游站和下游站的影响各不同，对上游站传 递的是增压波，对下游站是减压波。
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输油管道的水击分析
（2）输油管道水击的控制
对于水击过程的控制，其目的是避免管道超压（包 括超高压或超低压）；二是减轻管道运行参数的脉动， 维持管道的平稳运行。用于控制水击过程的装置和措施 很多，根据其作用原理可分为两类：
当水击波传播到水库或水池，水击波将发生反射，这种反射波是等值异号反
射，即入射的是增压波，反射将减压波，反之亦然。水击波传播到阀门处将产生 等值同号反射，即入射的是增（减）压波，反射的也是增（减）压波。由于摩擦 阻力的作用，水击波在管道内的传播将逐渐衰减，最后达到平衡状态。
水击波在阀门和水库之间往返一次所需的时间T
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输油管道的水击分析
Hale Waihona Puke 水击波的传播及波速计算水击是以压力波的形式在有限的管道边界内进行传播和反射的。水击波的传 播分为四个阶段，1、从阀门突然开启或关闭，使水流流速改变产生水击波，这 是水击的第一个阶段，也是直接波。水击波所到之处，管道内的流速和压强也随 之发生变化。
当水击波传播到水库或水池或者回到阀门处，水击波将产生反射，这种反射 的水击波称为间接波。
V0
V0 V0 V0 V0=0
B
t3Lt4L A 6
aL a
输油管道的水击分析
水击压强的计算（直接水击）
依动量定理可推得：
pa(V 0V) Hp gg a(V0V)
当阀门突然完全关闭时，V=0，则有
paV0
HpggaV0
例如某压力引水钢管内水击波传播的速度a=1000m/s，设流速由6 m/s减少
p g
p0 g
V=0 V0
B
t 0t L A
La
V0
B
V0
V0
tLt2L A aL a
a
H0
流速由-V0→0， 压强降低△p，
管壁收缩
p g p g
p0 g
V=V00
V0 V0=0
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t2Lt3L A aL a
p
a
g
p
流速由0 →V0 ，
g
H0
压强增加，恢复原状， 管壁恢复原状
p0 g
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输油管道的水击分析
若关闭阀门所经历的总时间为Ts，则可将它分成n个时段△t1， △t2 ，…… △tn ， Ts =∑△t1 ，
H0
直接水击
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间接水击
△t1时段
△t2时段
p0 g
V0
若
Ts
2L a
则阀门处
L
若
Ts
2L a
则阀门处
p 1a(V 0 V 1) p 2a (V 1 V 2)
K
9 .1 6 1 0 8
a (K 1 1 E D )1 K E D )=1 + 2 9 ..0 1 7 6 1 1 0 0 8 9 7 0 7 3 . 0 3 1 9 0 2 - 2 2 1 -0 .3 2
=1013.25(m/s)
此速度为充满汽油的406.4 7.1的管道中，压力波的理论速度。
水击物理概念
当流场中液体质点的运动要素不仅随空间位置而变、而且随时间而 变化时，这种流动称为非恒定流动。
有压管中的非恒定流动，称为有压非恒定流动。 水击（或称水锤）是有压管中的一种重要的非恒定流现象。
这种压强的交替升降，有时会达到很大的数值，处理不当将导 致管道系统发生强烈的振动，管道严重变形甚至爆裂。
间接水击：指闸门关闭（或开启）的时间Ts＞T（相长），即从水 库反射的减（增）压波已到达阀门处，阀门尚未关（开）完毕，
使阀门处水击压强不能再升高（降低）到最大（小）。
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阀门突然关闭时有压管道中的水击的物理过程
a
流速由V0→0，
压强增加△p，
H0
管壁膨胀
p g
p0 g
H0
a
流速由0 → -V0 ， 压强减小，恢复原状， 管壁恢复原状
到零时，阀门突然关闭时的压强水头增量为
1000
H 6600m
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9.8
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输油管道的水击分析
根据质量守恒原理可推导出水击波的传播速度
K
a
1
(K 1ED) 1K ED )
K、ρ——液体的体积模量、密度
E、D、δ——管壁材料的弹性模量、管径、管壁厚度
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输油管道的水击分析
以苏南管道为模型，对压力波速度进行计算：