管道长度与阻抗式调压室水击穿室系数的关系分析

由于阻抗的存在,阻抗式调压室不能完全反射水击波,存在水击穿室问题.本文根据阻抗式调压室的实际边界情况,利用水击基本方程,运用特征线法,通过对实例的计算分析,得出了管道长度对阻抗式调压室水击穿室系数的影响关系.     

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。     

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.     

两机共用的尾水调压室水力特性试验研究

针对两台机组共用的尾水调压室进行了水力特性试验，研究了尾水调节室流量经、阻抗孔口水中水流方向及孔口开关形状对尾水调压室水头损失系数的影响，试验结果表明，阻抗式不调压室的水头损失系数并不是现有文献所描述的那种仅与孔口形状充方向有关的常数，而一个与流量比有关的变量，文中给出了不同阻抗也口的高压室水头损失系数关于流量经的最小二乘拟合公式。     

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．     

气垫调压室甩负荷涌浪计算公式

基于气垫式调压室室内水位波动的周期随时间变化不大的特点,按小参数幂的渐近展开方法求解了气调压室的基本方程式,得出了机组弃荷时的涌浪计算公式。     

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。     

用随机微分方程模型求解调压室涌波

针对典型调压室水力系统,建立了具有随机初始条件和随机系数的涌波分析随机模型,从数学上严格证明了调压室涌波随机模型存在唯一的均方解,并进一步利用Liouville定理求解了其解过程的联合概率密度函数,最后给出了调压室涌波的均值解曲线.     

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．     

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。     

高压共轨多次喷射油量波动现象分析

采用实验测量与数值模拟研究相结合的方法,研究了共轨燃油喷射系统动力学的基本原理,重点关注多次喷射过程中,水击现象造成的随间歇时间变化的喷射油量波动现象.利用AMES im软件建立的高压共轨燃油系统模型进行仿真,分析了多次喷射过程中,水击压力波动影响下的喷油器控制腔、蓄压腔液力过程和控制球阀、针阀运动规律.结果表明,高压共轨多次喷射油量波动是由于水击压力波动对针阀运动特性和喷射压力产生的周期性综合影响造成的.     

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。     

大规模输水隧道水锤效应三维数值模拟

为研究大型输水隧道的水锤效应,提出基于任意拉格朗日欧拉(ALE)流固耦合技术的三维水锤分析方法,并通过算例与实验结果进行相互对比,验证了该仿真方法的有效性.基于多尺度仿真技术,建立了某大型输水隧道土体-结构-水体三维耦合非线性有限元模型,并利用所述分析方法,结合混合显式积分算法及其并行技术完成三维水锤效应的模拟计算.结果表明,水锤压力随阀门关闭时间延长及隧道长度减少而减小;隧道结构受水锤影响最大的部分出现在靠近出口处.     

流体输送管道水击载荷动力学模拟分析

在流体输送管道中,因各种原因会发生水击现象,从而对管道以及管线上的设备造成危害。为深入了解管线水击现象的产生与发展过程、压力波动及其不稳定载荷对管道结构的影响并预防水击所带来的破坏作用,用管道应力分析、设计软件CAESAR II建立了某输送管线突然停泵造成管线中的压力波动影响的管道动力学模型,根据水击载荷频谱分析了在水击载荷动力作用下输送管道内各关键点的位移、应力和支反力,同时进行了输送管道系统的模态分析和固有频率分析。这些结果为合理设计输送管道、管道强度设计和消除水击现象提供了参考依据。     

高压共轨多次喷射的温度特性

高压共轨多次喷射的温度特性是影响多次喷射精确控制的重要因素. 使用高压共轨多次喷射实验台,进行了多次喷射温度特性的实验研究. 通过实验数据系统地总结了燃油温度对单次喷射油量及压力波动的周期特性、振幅特性的影响规律,用声速原理和水击理论分析了压力波动的温度特性:温度升高,波动的周期增加,振幅峰值先增大后减小. 结果表明多次喷射中油量波动的温度特性由温度对压力波动和喷射特性产生的共同影响决定.      

基于特征线法的车隧压缩波演化数值分析

为研究压缩波沿隧道传播演化的影响规律,采用考虑压缩波惯性效应和壁面摩擦效应的一维特征线法,建立了压缩波沿隧道传播演化的数值模型,通过一维平面波方程与实车测试两种方法共同验证了该模型的准确性。针对波前形状、车身波等、压力幅值关键因素,研究了初始压缩波沿隧道传播时,最大压力梯度的变化规律。在此基础上,进一步探讨分析了摩擦与气室阵列共同作用对压缩波波前演化的影响以及壁面摩擦的作用机理。结果表明：初始压缩波波形相同时,压缩波最大压力梯度随波前幅值的增大而增大;不同波形的初始压缩波沿隧道的演化规律不完全相同,但列车车身进入隧道所产生的车身波并不会影响压缩波波前的最大压力梯度;考虑壁面摩擦后,气室阵列对压缩波最大压力梯度的缓解效果有了进一步提高,壁面摩擦越大,缓解效果越显著。     

射流式液动锤高压腔内液体压力的数学模型

为了定量分析活塞冲锤的运动状态，实现射流式液动锤性能的优化设计，以冲击式水轮机力学模型为参考，根据经典的流体力学基本定理，推导出了射流式液动锤高压腔内液体压力的数学表达式。利用以此数学表达式为核心的射流式液动锤数学模型进行计算机模拟仿真分析，得到了与实测曲线较为接近的射流式液动锤前、后腔液体压力变化曲线，表明该模型可以较准确地反映射流式液动锤的内部动力过程。     

射流式液动锤高压腔内液体压力的数学模型

为了定量分析活塞冲锤的运动状态,实现射流式液动锤性能的优化设计,以冲击式水轮机力学模型为参考,根据经典的流体力学基本定理,推导出了射流式液动锤高压腔内液体压力的数学表达式。利用以此数学表达式为核心的射流式液动锤数学模型进行计算机模拟仿真分析,得到了与实测曲线较为接近的射流式液动锤前、后腔液体压力变化曲线,表明该模型可以较准确地反映射流式液动锤的内部动力过程。