水击和调压室水力实验装置研制

自主研制的水击和调压室水力实验装置,可测定阀门不同启闭规律和管道上不同流速条件下的最大水击压力、水击压力过程线、沿管道水击压力分布以及调压室最高最低涌浪水位和水位波动的衰减过程;并且利用计算机测控,一次完成水击和调压室水力实验测控过程及数据采集和波型回放;通过实验证明,压力管道最大水击的实测值和理论计算值吻合,设置调压室时,调压室最高、最低涌浪水位和水位波动过程与实际情况完全吻合。     

变截面调压室突弃全负荷后水位波动解析计算

本文由调压室基本方程导出了变截面调压室在突弃全负荷后水位波动幅值的递推计算公式。并进一步导出了截面突变（双室式）和截面渐变调压室的水位波动第一、第二振幅的解析计算公式。最后，通过算例验证了本文计算公式的正确性。     

空气制动调压室

一、引言在水电站中,由于技术和经济上的原因,往往采取措施抑制调压室水位波动的振幅从而减小调压室的容积,阻抗调压室、差动调压室和双室调压室等在很大程度上就是为了适应这种需要而产生的。阻抗调压室和差动调压室等在削减水位波动的振幅上虽有一定的作用,但对水锤的反射却不能十分充分,因而使整个引水系统的非恒定流现象复杂化。有时由于地形的限制,需要压低调压室的稳定水位,对于这种要求,前述的几种调压室就无能为力了。     

变截面调压室突弃全负荷后水位波动解板计算

本文由调压室基本方程导出了变截面调压在突弃全负荷后水位波动幅值的递值推计算公式。并进一步导出了截面突变（双室式）和截面渐变调压室的水位波动第一、第二振幅的解析计算公式。最后，通过算例验证了本文计算公式的正确性。     

调压室涌波最高水位随机分析的显式计算方法

针对典型调压室水力系统,建立了具有随机初始条件的涌波分析随机模型,并根据调压室水位波动特点,去掉了随机模型中的绝对值;利用泰勒级数展开式推导了水轮机瞬时全部甩荷时调压室中水位第1次向上波动时的水位随时间的随机解过程,并由此给出了解过程的密度函数公式和涌波均值的最大值的显式计算公式.     

圆管型与廊道型气垫式调压室水力性能比较

针对廊道型气垫式调压室的罩式闭气结构比较复杂而且施工难度较大的特点,提出采用水平圆钢管型洞室代替常用的长廊道型洞室的新型气垫式调压室方案.以四川某水电站气垫式调压室为例,经大波动过渡过程计算和小波动稳定性分析,比较2种不同体型气垫式调压室的水力性能和运行稳定性.结果表明:在洞室横断面面积相等的情况下,圆管型气垫式调压室的小波动稳定性较好;调压室内水位波动幅值较小、最大气体压力和机组蜗壳进口最大压力较小,其大波动水力性能也相对较好.     

水电站尾水管水击与尾水调压室涌波联合计算

糯扎渡水电站的最大工作水头为215m，安装了9台机组；其尾水系统采用3台机共用一个调压室和一条尾水隧洞的布置方式，无工程设计经验借鉴，应进行水击和调压室涌浪的研究．为此，采用特征线法．以尾水支洞与调压室连接处的压力为纽带，对该水电站尾水管水击和调压室涌浪进行了联合求解，模拟了典型工况尾水管的水击时间过程和调压室涌浪时间过程，得出了尾水管的最大水击压力和其发生的位置，以及调压室的最低涌浪水位数值计算结果与试验结果基本吻合．尾水位在最低和正常水位之间变动，突甩负荷时，尾水系统不会产生真空：调压室最低涌浪水位高于设计所要求的最低涌浪水位，说明该尾水系统的设计是合理的．     

气垫调压室临界稳定断面计算参数取值讨论

针对气垫调压室断面尺寸通常取决于其临界稳定断面这一特点,指出电站静水头、机组引用流量和调压室水位微幅扰动时气体的热力学过程是影响该临界稳定断面的重要因素。对调压室内气体与环境之间热传导过程进行研究,认为以等温变化(多方指数取1.0)模拟小扰动下气体的热力学过程更符合实际情况。对气垫调压室临界稳定断面计算公式进行数学分析并结合工程实例进行计算,结果表明,以电站正常运行时可能出现的最大静水头及其对应流量作为临界稳定断面的计算条件,能满足其他可能工况下的调压室水位波动稳定性要求,更利于工程安全。     

水电站有压引水系统的暂态计算分析

讨论并进行了水电站有压引水系统中，水击压力、调压室水位波动及机组速率变化三者之间的联合电算求解．     

分流式调压室分流比计算方法

以佛子岭抽水蓄能电站的尾水调压室为例,通过二维水流数学模型计算和水工模型试验得到尾水系统河道典型断面以及调压室的水位流量关系;利用图解迭代方法,对分流式调压室的分流比进行了计算,得出了调压室分流比与佛子岭水库坝前水位的关系,并分析了总流量及坝前水位对分流比的影响;指出了发电和抽水工况调压室分流比的差异.该方法对于用单一方法难以完成的工程水力学问题,具有很好的应用价值.     

底部设置隔壁式岔管的调压室水力特性三维数值分析

为了研究底部设置隔壁式岔管的调压室复杂水力特性,通过构建底部设置隔壁式岔管的调压室结构的三维数值计算模型,分析了典型流态下调压室的水流流态特性、分流/合流流态下局部水头损失系数与分流比的关系、正常运行工况下水流流经调压室底部的水头损失系数和水头损失特性,并推导得到了水流全部流进/流出调压室的水头损失系数和流量系数转换公式,较全面阐明了底部设置隔壁式岔管的调压室的局部水力特性。结果表明,三维数值模拟方法能准确揭示相应调压室结构的水力特性,水流全部流进/流出调压室的流量系数总体介于0.6~0.8之间,与规范相比,水流流进/流出调压室的流量系数相对较大。     

长距离输水系统串联多阻抗调压室的水锤防护效果

结合某长距离、大流量输水工程,系统分析了单阻抗调压室和串联多阻抗调压室两种布置情况下阻抗孔径对水锤防护效果和最低涌浪的影响。结果表明:单阻抗调压室防护方案下,通过改变调压室阻抗孔径可降低水锤压力,提升调压室最低涌浪,有效减小调压室占地面积;相比于单阻抗调压室防护方案,串联多阻抗调压室的防护效果更佳,可提高管线最小压力和最低涌浪,显著减小调压室总面积,且主、辅调压室均存在最优阻抗孔径。     

调压室水位振荡的一种数值解

本文提出的调压室水位振荡数值解,是将调压室非恒定流的基本方程化为隐式差分格式,再用迭代法求解,其特点是便于电算且精度较高。计算中考虑了各种水头损失及导时逐渐启闭情况,可供阻抗式、圆简式和双室式调压室,进行水位振荡计算时使用。     

发动机气缸盖冷却水流动试验及CFD分析

针对高强化发动机气缸盖的冷却问题,采用流量压力测量法和染色剂法对透明气缸盖水腔进行了水流分布试验,得到冷却水在缸盖复杂水腔内的流场分布和水腔的流动阻力与进出水孔的流量,并对缸盖水腔不合理的地方加以改进;然后用FIRE软件对改进前后的缸套水腔冷却水流动进行数值模拟,得到冷却水在缸盖水腔内的三维流场．将试验结果与CFD分析结果加以对比,表明水腔改进后流量和压力分布合理,微涡和流动死区减少,同时数值模拟计算所得的冷却水流动方向和流量大小与试验测量和观察结果相一致。     

采坑型滑坡涌浪参数计算——以贵州小坝滑坡为例

采坑型滑坡高速入水激起的涌浪能量巨大,涌浪运动的初始速度极快,运动距离长。本文采用美国土木工程学会建议的推算法计算最大初始涌浪值,运动学公式计算涌浪向前的最大运动速度和最大传播距离,并结合泥石流防治规范计算运动过程中的冲击能量。以贵州小坝滑坡为例对涌浪的初始浪高和传播距离以及传播过程中所产生的冲击能量进行计算。得出涌浪的初始浪高为33.8 m,涌浪最大初始水平运动速度为60 m/s,涌浪最大运动距离为180 m,在运动过程中产生的能量对距涌浪发生点160 m内的建筑物均造成破坏。该计算结果可为采坑型滑坡涌浪预测及其风险评价提供参考。     

优化输水方式提高三峡船闸通过能力措施研究

探讨了三峡船闸四级运行方式下二闸首作为首级运行时一闸室水体波动特性;阐述了波动形成的机理,分析了二闸首阀门运行方式对一闸室波动的影响;提出了满足一闸室待闸安全要求的阀门开启方式;通过实船试验检验了一闸室待闸船舶停泊条件,总结了一闸室待闸调度方式。运行实践表明,三峡船闸完建期实行四级运行方式下,将下行船舶由靠船墩移至一闸室满闸室待闸,可提高船闸日均通过闸次近3个,通航效益明显。     

气垫式调压室水击穿室的理论分析

气垫式调压室被越来越多的水电站及泵站系统所采用，因此，研究气垫式调压室对水击波的反射程度是很有必要的。文中根据气垫式调压室的实际边界条件，利用水击基本方程，详细推演了水击波透过调压室底部进入低压引水隧洞的穿室系数，得到了计算穿室系数的理论公式。