水锤的研究对水电站输水系统的设计和正常运行都有着非常重要的意义,水锤波速是水锤研究中一个不可缺少的组成部分。水工模型试验是研究水锤现象的重要手段,而水锤波速的模拟是试验中的技术关键之一。为了降低模型管道中的水锤波速,使之满足相似律要求,通常使用的方法有:采用弹性模量较低的材料制作模型管道;直接在模型管道中掺气以增加流体的弹性;采用特殊截面结构形式的管道。文中较详细地讨论了含气水锤的理论和纵向翼形管模拟波速的方法。 在对水锤波速及其影响因素进行理论分析,以及研究前人探索出的降低水锤波速方法的基础上,本文提出放置高弹性充气细管以降低波速这一方法。结合模型试验,从以下几个方面展开了研究: 1.内置高弹性充气细管对管道中的水锤波速的影响。充气细管能有效地降低管道中的水锤波速,并且当材质、管径以及细管内的充气气压不同时,降低模型管道内的水锤波速的效果不同; 2.内置高弹性充气细管对管道中的水头损失的影响,反映在摩阻系数的变化上,模型管道的达西摩阻系数在放置细管的情况下大于不放置细管的情况,在内置细管的材质、管径以及细管内的充气气压不同时,变化的幅度有所不同; 3.环境温度对内置高弹性细管降低波速的效果和对摩阻系数的影响。 通过对透明塑料细管、硅胶细管、乳胶细管在不同的充气压力、不同的环境温度下进行系统的试验研究,得到一系列量化表征成果,由此验证了在管道中放置高弹性充气细管以降低波速这一方法的可行性,并提出今后有待进一步研究的问题。