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浙江水利水电学院虹吸管运行维护提供动力支持(图)

发布时间 :2021-02-23 19:05:09 浏览: 131次 来源:网络整理 作者:佚名

浙江水利水电学院虹吸管运行维护提供动力支持(图)

曾宇1,孙国正2,冯国强3,齐高升1,刘帅1,黄凯1,周建芬1

(1.浙江省水利水电科学研究院水利与环境工程学院,浙江杭州310018; 2.诸暨市水利局,浙江诸暨311800; 3.千金综合农业服务中心浙江省湖州市湖州市南x区小榄镇31301 6)

摘要:研究和开发太阳能发电设备购彩东瓜 ,为小型水库中虹吸管的运行和维护提供动力支持。该系统主要由太阳能发电装置,潜水泵,虹吸管,控制阀KOK体育app ,止回阀等组成。通过优化配置,减少边远地区小型水利工程的建设成本。针对取水工程的运行特点,设计控制装置并提供技术参数匹配表,改进虹吸管关键部件的设计,并为工程应用提供理论和应用参数。

关键字:太阳能发电;虹吸管;参数匹配;组件优化设计

提出了1个问题

我国的水资源在时间和空间上分布不均,难以开发和利用。山区丘陵地区水资源开发利用日益突出。要实现水资源的合理配置和减轻山区丘陵地区人民的用水压力虹吸管在水利工程中的应用,是非常困难的。虹吸管作为水库和池塘的简单高效的供水设施,具有工程量少,施工方便购彩东瓜 ,省力,成本低和工厂生产的优点。在我国农田水利建设中,为了防止干旱和洪水的发生,修建了大量虹吸管。高产稳产农田和城市工业用水和生活用水的供应发挥了一定作用[1]。在山区,由于水头充足,虹吸管特别受欢迎。

目前,山区山区水库池塘的供电设施还不完善。有些项目没有通电或通电,并且在夏季用电高峰期间会有断电。结果,电动机无法为虹吸水提供电力,这在一定程度上限制了虹吸的应用。 。山区丘陵公路地形复杂多样,架设电缆的成本很高,这限制了虹吸管在山区丘陵水库和池塘工程中的广泛应用[2]。

针对上述问题,该项目开发并改进了虹吸管装置,应用清洁的可再生能源-太阳能为虹吸管运行提供动力,改进了关键部件的设计,提高了虹吸管的密封性能,并确保了虹吸管高效可靠的运行。解决了虹吸管在水库,池塘中的推广应用中的关键技术问题,具有现实意义。

2研究背景

虹吸管是一种压力水管道。通常,顶部是弯曲的,并且其高度高于上游水面。由于虹吸管中的真空,在上游水面上的大气压与虹吸管内部的压力之间会产生压力差。水流通过虹吸管的最高部分,并通过大坝顶部通向下游的下部,以达到正常供水的目的[3]。在汛期到来之前对水库进行排空以利于蓄水,有利于项目安全和洪水安全。

在工程应用中,虹吸管的优势在于:①利用虹吸管内的压力差使水通过大坝顶部蓄水,避免或减少埋入式输水涵洞对土石坝的大量开挖。 ,避免因大坝下涵洞施工而造成的漏水隐患; ②在水库和池塘中建造带有太阳能发电装置的虹吸管的成本相对较低,仅占大坝下方涵洞建设成本的50%左右。缺点是:①虹吸管的运行需要动力支持; ②虹吸管工作时有漏气现象,管内真空度的降低会影响虹吸管的工作。解决供水问题后,可以确保虹吸管的正常运行。只有解决以上两个缺点,即为虹吸管的操作提供方便,可靠的动力,保持虹吸管的真空状态并减少漏气,才能更充分地利用虹吸管的优点。

3个设计原则

3. 1个设计思路

虹吸的本质是:在重力作用下,管内最高点处的液体移动到下部喷嘴,在U形管内产生负压,使上部喷嘴处的液体被吸入最高点,从而使液体连续。地面流入低位容器[4]。

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水库山塘虹吸的运行需要用电使管道进入虹吸状态。本设计采用太阳能发电装置,解决了水库山塘虹吸供水的问题。对于一些供电困难的水库和池塘,该太阳能发电装置方便地解决了虹吸工作电源的问题。装置完成后,操作维护简单,方便村民使用,管理和保护。该设计利用清洁能源,并使用太阳能潜水泵将水补充到集水箱和虹吸管中,从而减少了消耗和能源,实现了可持续发展,并且没有二次污染。

在驼峰处虹吸管顶部的高度应与水库的正常蓄水水位相同,这有利于虹吸管进入虹吸状态。虹吸管的顶部装有集水箱和排气阀。在少量空气泄漏的情况下,可以使用集水箱中的水补充和排出虹吸管,使虹吸管的整个部分充满水,以达到正常的工作条件,而无需每次补水时激活潜水泵抽水,这使虹吸管的使用更加方便。

根据上述设计思想,该系统的主要组件是输水管道KOK体育APP ,太阳能发电设备,止回阀,集水箱,控制阀等。系统布局如图1所示。

图1太阳能虹吸系统的布局

3. 2设计计算

3. 2. 1确定进水口H与出水口H之间的水位差

通常根据蓄水池中最低的水位和排放通道的水位差[5],充分利用进水口和出水口之间的水位差,并尽可能减小管道直径。

3. 2. 2虹吸流量计算

其中:Q是水流量,m3 / s; d是管道的内径,m; λ是沿途的损耗系数; ξ是局部损耗系数; z是虹吸管上游和下游之间的水位差,m; g是重力加速度,m / s2; L是虹吸管的长度,m [6]。

3. 2. 3注水设备的选择

根据虹吸管的体积计算潜水泵的流量,以确定加油泵的类型和规格。通常,有最终产品可以满足在短时间内(约30分钟)内填充管道的要求[5]。

3. 2. 4计算虹吸管顶部的安装高度

在设计中,必须包括弯头的损失,并且下游管段中的势能转换为压力能,并且压力一路增加,因此转折点处的真空度为最高管段的末端需要计算[6]。

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为确保安全,该值通常控制在7 m之内。

其中:hν是虹吸管的真空值Pa; Zs是管道最高点的安装高度,m; L2是从最高点到进口的管道长度,m; Σξ是管道从最高点到入口的局部阻力系数; L是虹吸管的总长度,m; V2是管道流速(V = Q / A),m / s。

3. 3结构设计

3. 3. 1管道材料的选择

通常使用的材料通常是钢管,可以对其进行镀锌防锈和防腐处理,然后将其覆盖或覆盖在黑暗中以避免腐蚀并提高耐用性。但是,钢管具有重量大KOK体育APP ,运输和施工不便,安装困难等缺点。

近年来,许多新的管道材料已被广泛使用,例如塑料管道(PE,UPVC管道等)[7]。其主要优点是:管道内壁光滑,阻力系数小,耐腐蚀性能好,水力性能好,不易结垢。材质轻巧,运输和安装方便灵活,维护简单方便。但是为了提高塑料管的耐用性,经常使用深色压缩物。

3. 3. 2虹吸管的某些组件

进水口:进水口装有喇叭形进水口,可以改善水流状况;同时,进水口应配备污垢设施,以防止水将水生植物和杂质带入管道。进水口还应配备一个止回阀,以方便虹吸管的形成。真空,以防止虹吸管中的水回流到水箱中。

管道的最高点:位于虹吸管最高点的集水箱将整个管段充满水,以达到去除空气,形成真空并产生虹吸的目的。将注水控制阀设置在管段的最高点。加水和排气后,关闭注水控制阀。

出水管:需要一个出水控制阀以方便加水和排水。

3. 3. 3虹吸组件的改进设计

通过现场调查发现,在水库虹吸管的设计中存在许多问题。该项目在理论分析和实验研究的基础上改进了虹吸管组件的设计。表1显示了虹吸管原始状态的比较和关键组件的改进设计。

表1虹吸管原始状态对比表和关键部件的改进设计

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原始图纸与改进设计图纸的比较

充气水入口

止回阀垃圾桶装有止回阀,以方便将管道填充到虹吸状态,进水口未装有止回阀,进水口止回阀

注水控制阀配有三通集水箱,以方便注水操作。注水阀直接连接至集水箱以注水

出水控制阀的出水口高度降低了出水口的进气量,出水口朝下降低了出水口高度

3. 4太阳能虹吸系统组件

有关太阳能虹吸系统组件的配置,请参见表2。太阳能虹吸系统坝顶主要部件的布局如图2所示。

表2太阳能虹吸系统组件的配置表

水坝高度/ m太阳能电池板/ W(V,Ah)逆变器/ kW潜水泵扬程/ m <10100×212,1008 10〜13100×212,1008 13〜15150×312,100315 16〜20150×312, 100325电池/

图2太阳能虹吸系统坝顶主要部件的布置

使用太阳能虹吸管的4条注意事项

4. 1虹吸管在小水库输水涵洞改造中的应用

小型水库通常使用大坝下方的涵管输送水。发生问题后,将涵管埋入地下后,需要开挖坝体并回填土。这不仅施工周期长,投资大,而且施工质量控制不当也会引起坝体不均匀。沉降。通过使用虹吸管输水可以避免这些问题。与传统的虹吸技术相比,太阳能虹吸技术具有成本低,工期短,使用灵活,节能环保购彩东瓜 ,维护方便的特点。

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4. 2注意事项

(1)虹吸进水口和管道顶部的安装高度需要考虑足够的真空裕度,一般将安装高度差控制在7 m以下,进水口要比下游出水口高出超过1 m [7]。

(2)太阳能虹吸管的安装需要注意电路的保护。随着太阳能转换技术的发展,其应用将越来越广泛。注意保持气密性。在安装过程中应注意管线的安全,连接的施工要谨慎,有必要选择一支专业的施工队伍,监督站进行监督,所有阀门均无空气泄漏,并进行强度测试和密封性测试以保持真空的管道。

(3)日常工作需要安排人员定期检查太阳能虹吸管,并及时为虹吸管补充水,以免损坏虹吸管的真空状态。

5结论

配备有太阳能装置的虹吸系统解决了偏远山区的虹吸运行动态问题,可以根据当地情况合理安排。该系统的成本远低于偏远山区的电网建设成本,单次补水的能耗远低于现有的补水技术。该系统大大降低了生产,运营和维护成本。

浙江省许多县市已开展了小规模农田水利建设。经调查,由于工程地质,工程造价,施工难度等原因,虹吸引水技术对山塘水库输水具有良好的适应性。新的虹吸系统解决了虹吸操作电源的问题,改进了关键部件的设计,解决了偏远地区虹吸操作电源的问题,提高了虹吸的工程适用性。该系统在浙江省湖州市某小型水利工程虹吸输水设施改造工程中具有良好的实验效果。综上所述,该系统具有良好的适用性和广阔的应用前景。

参考:

[1]吴世凯。虹吸管的设计与应用[J]。东北水利水电,1993KOK体育APP ,20(8):2- 4.

[2]吴建江。关键词:虹吸管,进贤县,小水库江西水利科技,2009,35(3):181-18 3.

[3]王卫平。关键词:虹吸管,水库排水涵改造节水灌溉,2008,11(1):51-6 0.

[4]杨金勇,王占青,甘伟,等。关键词:煤油购彩东瓜 ,气相干燥,储油罐,虹吸,泄漏电力安全技术,2015,31(7):85-8 6.

[5]朱永浩。关键词:虹吸管,小型水库,山塘,作业四川建材,2010,6(3):285-28 9.

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[6]王卫平。关键词:小型水库泄洪设施,虹吸管改造水资源规划与设计,2007,16(3):68-7 0.

[7]洪庆松。虹吸管在城市取水工程中的应用[J]。有色冶金设计与研究,2014,35(5):36-3 8.

太阳能虹吸管在取水工程中的应用曾瑜,孙国正,齐高升,刘帅,

黄凯1,周建芬1

(1.浙江水利电力大学水利与环境工程研究所,浙江杭州310018; 2.诸暨市水利局,浙江诸暨311800; 3.农业服务局浙江省湖州市湖州市南x区前进镇中心,浙江湖州313016)

摘要:本文研究了支持小型水库虹吸管运行维护的太阳能发电设备系统,该系统由太阳能发电装置,潜水泵,虹吸管,控制阀,止回阀等组成,通过优化配置毫无疑问,偏远地区的进气工程成本降低了。针对进气工程的特点,设计了控制装置并提供了技术参数匹配表。通过改进关键部件,为工程应用提供了理论和实验依据。

关键词:太阳能发电系统;虹吸管;技术参数匹配;关键部件的优化

中文图书馆分类号:TV22

文档识别码:A

商品ID:1008-701X(201 7) 02-0046-03

DOI:1 0. 13641 / ki.33-1162 / tv.201 7. 0 2. 013

收到日期:2016-12-20

基金项目:浙江省自然科学基金(Y15E09001 1)。

关于作者:曾宇(1995-)虹吸管在水利工程中的应用,男,本科,主要从事水利水电工程的结构研究。电子邮件:

通讯作者:冯周健,电子信箱:

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