[实用新型]一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置

说明书

本实用新型提出一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，用于测试水管系统在水锤作用下工况变化的振动特性，所述实验方法采用的实验装置为带快速阀门的水管系统；所述快速阀门为可通过快速关断水管系统的水路来在水管系统中形成直接水锤效应的阀门装置；所述水管系统与流量控制器和传感器系统相连；当进行测试时，先通过流量控制器使水管系统的水路流量达到测试所需值，然后阀门快速关断水路以在水管系统中产生直接水锤效应，所述传感器系统对水管系统的实验管道在水锤激励下工况变化的振动特性进行数据采集；本实用新型能模拟不同影响因素下的水管系统中实验管道的振动，可用于探究不同影响因素下水管系统振动特性的实验。

技术领域

本实用新型涉及管道振动测试技术领域，尤其是一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置。

背景技术

近年来，我国的供水管道工程不断发展，为了解决水资源空间分布不均匀的问题，工程师们在我国各地建设了许多长距离输水工程，其中一种常见的工程措施是通过管道系统来进行输水。但如果供水管道的阀门突然关闭，则供水管道内会产生水锤，在水锤的激励下水管系统振动剧烈，会极易对水管系统造成破坏，因为水锤一旦发生，管道内会产生很大的压力水头，同时产生的压力波会传遍整个管道系统。当水锤的激励频率达到与管道的固有频率相接近时管道发生共振，此时管道易发生疲劳破坏或者失稳破坏，严重威胁管道系统的安全和稳定运行，属于极具破坏性的工况。由于供水管道的振动问题与许多因素有关，如水锤的激励频率的大小、管道支座的类型、管道的材质以及管道的跨长等因素；因此，开展水锤激励下水管振动特性的研究，对防止水锤对供水管道的振动破坏具有重要意义，故实用新型一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，探究不同影响因素对水管系统振动特性的影响规律。

发明内容

本实用新型提出一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，能模拟不同影响因素下的水管系统中实验管道的振动，可用于探究不同影响因素下水管系统振动特性的实验。

本实用新型采用以下技术方案。

一种用于研究在水锤激励下水管系统振动特性的实验装置，用于测试水管系统在水锤作用下工况变化的振动特性，所述实验装置为带快速阀门的水管系统；所述快速阀门为可通过快速关断水管系统的水路来在水管系统中形成直接水锤效应的阀门装置；所述水管系统与流量控制器和传感器系统相连；当进行测试时，先通过流量控制器使水管系统的水路流量达到测试所需值，然后阀门快速关断水路以在水管系统中产生直接水锤效应，所述传感器系统对水管系统的实验管道在水锤激励下工况变化的振动特性进行数据采集。

所述水管系统的输入端与恒压供水装置相连；所述水管系统还经泄压阀与水锤消除装置相通；当水管系统的管道压力超出泄压阀设定压力阈值时，所述泄压阀开启，使水管系统的水进入水锤消除装置以减小管道压力。

所述水管系统包括实验管道和非实验管道；

所述传感器系统包括电磁流量计、振动传感器和压强传感器；所述振动传感器包括加速度传感器和位移传感器；所述恒压供水装置内设有抽水泵；所述抽水泵为可把地下水库的水抽至水管系统的卧式离心泵；

所述恒压供水装置经供水管道与地下水库相通；所述水锤消除装置经竖向的排水管与地下水库相通

所述卧式离心泵设于恒压供水装置处；所述恒压供水装置还包括水泵控制箱和供水阀门；所述水泵控制箱包括可控制卧式离心泵工况的变频器，还包括与中央控制系统相连以接收控制指令的网络适配器；所述卧式离心泵通过供水管路从地下水库抽水，并经供水阀门和电磁流量计向水管系统供水；

所述水锤消除装置包括外壳、弹性内胆及多孔管；

所述中央控制系统包括主控模块，在测试时，所述中央控制系统对实验装置进行自动控制，并对传感器系统的数据进行采集、记录和分析。