高扬程输水管道：人工智能驱动的水泵特性曲线数值化对停泵水锤计算的影响

本文主要探讨了人工智能和机器学习技术在提升我国高扬程输水管道水力过渡计算效率中的应用，特别是在处理水泵全特性曲线数值化方法对停泵水锤计算影响的研究。随着水资源短缺和分布不均衡问题的日益突出，长距离输水工程的建设成为解决这一问题的关键途径。然而，这类工程由于流量大、管线长、扬程高等特点，特别在高扬程长距离输水工程中，停泵事故和由此引发的爆管风险极高。因此，准确的停泵水锤计算对于保证输水安全至关重要。 论文首先介绍了水泵全特性曲线的重要性，它是反映水泵性能的基础，不同的比转速水泵其特性各异。对于缺乏全特性曲线具体数据的水泵，作者提出了数值化改造的方法，通过WH（水锤波压力）和WM（水锤波速度）的离散数据来模拟全特性曲线。三种主要的数值化方法包括： 1. **近似取值法**：这种方法基于水泵在特定工况下的性能数据，直接选取相近条件下的值作为计算依据。它简单易行，但可能牺牲一定程度的精度。 2. **通用公式法**：通过开发或引用已有的通用公式，根据水泵的比转速Ns计算WH和WM值。这种方法依赖于公式中的系数，这些系数需要通过实验或数据分析确定。 3. **分类三次多项式法**：这是一种更精确的方法，通过构建与比转速相关的三次多项式模型，能够提供更细致的特性曲线拟合，从而得到更准确的压力预测。 作者进一步通过三个高扬程长距离输水工程的实际案例，对比了这三种数值化方法在停泵水锤计算中的效果，分析了它们对计算结果的影响，特别是对最高压力的影响。研究发现，不同数值化方法得到的水泵全特性曲线离散数据存在差异，这直接影响了停泵水锤的计算结果。结论指出，对于高扬程输水工程的停泵水锤计算，采用分类三次多项式法和近似取值法可以获得更可靠的结果。 关键词：水泵全特性曲线、高扬程输水管道、停泵水锤、比转速。这项研究不仅提高了计算的精度，也为实际工程中的安全评估和优化策略提供了科学依据。