富友 牛雪天 敏政

(兰州理工大学 能源与动力工程学院，甘肃 兰州 730050)

在输油、输水管道系统中，由于油泵、水泵机组及阀门众多，存在发生事故断电、阀门间启闭不协调的可能，这将导致管路系统形成复杂的瞬变流动现象。这种流动现象发生、发展的过程会导致整个系统瞬态过程中水力特性的改变，从而可能导致管道的爆破或塌陷、水力元件的严重破坏、输油/水管线大范围泄漏，甚至发生爆炸与火灾。鉴于这些严重的后果，需从机理上了解这一瞬变现象的本质即弥合性水击。当水击压力波呈现与流动相反方向传播时，会出现水头压力的降低，当下降至饱和蒸汽压附近时，介质会发生汽化，形成汽、液两相流。一旦形成的气(汽)相发生压缩溃灭，会产生明显的局部射流高压，这种伴随气(汽)相的发展与溃灭的水击现象被称为弥合性水击。

Baltzer[1]、Adamkowski等[2]分别对弥合性水击现象进行了理论分析及实验拍摄，分析中发现这种现象从物理过程上归属于空化范畴，但其发生、发展的过程更为复杂：由于液体始终处于被动拉伸状态，其空穴生长、压缩溃灭过程的时间更为短暂，同时在压力作用下空泡被压缩溃灭后形成射流所造成的破坏性更大。Tanaka等[3]发现：当弥合性水击出现时，压力上升阶段的次级压力波峰值将比首级峰值更高。Adamkowski等[4]发现，在弥合性水击与非弥合性水击的过渡区域，会产生一个时间极短的压力脉冲，这种现象出现时的边界条件较为特殊，时间较短，极易被忽视。……