城市供水、供热、供燃气等有压管道是保证人们正常生活的生命线,但其在输送过程中存在许多问题,其中较为突出的是可能导致管道及管件的损坏的水力瞬变流动问题。因此,有必要对有压管道中的这种水力瞬变动力学行为进行研究。近些年,弹性管道与粘弹性管道并存的粘弹性混合管道系统正逐渐取代单一材料的管道系统,与传统的弹性管道相比,此类管道系统水力瞬变压力波的波速大小与波动衰减速率快慢不一,其原因在于粘弹性管道本构特性受诸多因素如温度、材料分子结构和管道约束情况等影响。此外,实验室研究的有压管道的管道尺度(管长与管径之比和管长与波速之比)较小,而工程中的管道尺度比实验室的较大,实验室的一些研究结果应用在实际工程中有一定的局限性。因此,有必要针对粘弹性混合管道的管材特性及尺度特性对水力瞬变动力学行为(瞬变压力波的传播速度(波速)和水力瞬变压力波的衰减速率)的影响规律分别从实验研究和理论分析展开以下研究:首先,设计并搭建管道的水力瞬变实验台,在此基础上进行弹性管道水力瞬变实验,研究不同初始流态下上游关阀和下游关阀产生的水力瞬变流动的水力动力学行为。随后,更换弹性管道中的部分管道为粘弹性管道,进行混合有粘弹性管材的管道水力瞬变流动实验,调节其初始流速分别与弹性管道的各组实验形成对照实验,得到各个测点的水力瞬变压力波数据。其次,根据实验结果定性地得出不同管道长度和管道材料对水力瞬变压力波的影响规律,并对不同初始流态下的水力瞬变流动进行管道摩阻及压力波的衰减分析。再通过对各组水力瞬变实验的压力波的频谱分析的得出不同工况下的水力瞬变压力波的波速的变化规律。结果表明:粘弹性混合管道水力瞬变压力波的衰减速率与初始流态和管道材料有关;水力瞬变压力波周期(波速)与关阀特性、管内流体和上下游的边界条件有关。最后,基于粘弹性管材的本构特性、摩阻模型等理论分析得出了不同管道特性对管道内水力瞬变动力学行为的影响规律。通过理论分析从实验室的小管道尺度到实际工程的大管道尺度,发现非稳态摩阻对水力瞬变压力波的耗散随管道尺寸和长度的增大而减小。在大尺度管道系统中,非稳态摩阻对水力瞬变的压力波的耗散贡献率较小,混合管道的粘弹性效应更为显著。对于大尺度管道和粘弹性管材占比较高的混合管道,其水力瞬变压力波波速较小。因此,在实际工程中根据实际管道特性构建适宜的水力瞬变衰减模型有效地提高混合管道瞬变流动的数值模拟效率,对混合管道的水锤防护措施设计有一定的参考价值。