附录H 自由式拍门停泵闭门撞击力近似计算
H.0.1 停泵后正转正流时间和正转逆流时间可按下式计算:
式中: T1——停泵正转正流时间(s);
T2——停泵正转逆流时间(s);
ρ——水体密度(kg/m3);
g——重力加速度(m/s2);
H——停泵前水泵运行扬程(m);
Q——停泵前水泵流量(m3/s);
η——停泵前水泵运行效率;
J——机组转动部件转动惯量(kg·m2);
ω0——水泵额定角速度(rad/s);
ω——正转正流时段末水泵角速度(rad/s),ω值可由水泵全特性曲线求得,或取轴流泵ω=(0.5~0.7)ω0,混流泵、离心泵ω=(0.4~0.5)ω0;
M——与管(流)道尺寸有关的系数,其值按下式计算:
当管(流)道断面积为常数时,
M=L/A
式中: L——管(流)道进口至出口总长度(m);
f(ι)——管(流)道断面积沿长度变化的函数;
A——管(流)道断面积(m2)。
H.0.2 整体自由式拍门停泵下落运动计算应符合下列规定:
式中: a——拍门瞬时位置角度(rad);
a'——拍门运动角速度(rad/s);
a"——拍门运动角加速度(rad/s2);
t——时间(s);
T1、T2——停泵后正转正流和正转逆流历时(s);
a、b、c1、c2——水泵运行工况、管(流)道尺寸、拍门设计参数有关的常数,其值按下式计算:
式中: B——拍门宽度(m);
h——拍门高度(m);
e——拍门顶至门铰轴线的距离(m);
Jp——拍门绕铰轴线转动惯量(kg·m2);
K——拍门运动阻力系数,可取K=1~1.5;
G——拍门的自重力(N);
W——拍门的浮力(N);
Lg——拍门重心至门铰轴线的距离(m);
Lw——拍门浮心至门铰轴线的距离(m);
ρ——水体密度(kg/m3);
g——重力加速度 (m/s2);
Q——停泵前水泵流量(m3/s);
V——停泵前管(流)道出口流速(m/s);
Lc——拍门水流冲力作用平面形心至门铰轴线的距离(m);
Ly——拍门反向水压力作用平面形心至门铰轴线的距离(m)。
H.0.3 拍门停泵下落运动方程可按表H.0.3的规定确定。
拍门运动布里斯近似积分计算表式 表H.0.3
表中h为计算步长,ti=h·i(i=1,2,3……);
t5·i处修正量:
H.0.4 拍门撞击力可按下式计算:
式中: N——拍门撞击力(N);
Ln——撞击力作用点至门铰轴线的距离(m);
My——拍门水压力绕门铰轴线的力矩(N·m);
MR——拍门运动阻力绕门铰轴线的力矩(N·m);
h——拍门高度(m);
B——拍门宽度(m);
H——拍门下落运动计算所得作用水头(m);
wM——拍门下落运动计算所得闭门角速度(rad/s);
ρ——水体密度(kg/m3);
g——重力加速度(m/s2);
K——拍门运动阻力系数,可取 K = 1~1.5;
S——拍门缓冲块撞击接触面积(m2);
E——缓冲块弹性模量(N/m2);
δ——缓冲块厚度(m)。