十三陵抽水蓄能电站金属结构设计要点

抽水蓄能电站的拦污栅承受发电工况和抽水工况双向水流的作用，进流时避免旋涡，出流时扩散均匀，是上、下水库进／出水口建筑物水力设计的重点，同时也是拦污栅是否产生振动的关键问题.十三陵抽水蓄能电站上、下水库的进／出水口建筑物水力设计经过多次模型试验和体型优化，使拦污栅的设计建立在一个良好的进／出水口建筑物设计基础上.设计拟定的事故假设条件对尾水闸门进行闭门过程的水力分析和计算，确定该闸门应具备全水头下动水闭门的功能，应是事故闸门.十三陵抽水蓄能电站尾水隧洞出口检修闸门的充水阀采用优选出的“瓶塞式”充水阀，实践证明，达到预想结果.     

基于响应面模型侧式进/出水口体型多目标优化

为解决抽水蓄能电站侧式进/出水口扩散段体型优化时传统优化方法通常依据工程经验进行体型调整,导致进流与出流时的水力特性难以同时满足最优的问题,以扩散段体型参数为设计变量,以进/出流各水力指标作为优化目标,利用响应面法建立了两者之间的代理模型.利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行了多目标优化,得到最优体型.研究结果表明:采用NSGA-Ⅱ可以解决双向水流条件下各目标难以同时满足最优的问题.此外,只须在建立代理模型过程中进行计算流体动力学(CFD)计算,而优化时无须进行,有效提高了进/出水口体型的优化效率.     

侧式进/出水口水流运动三维数值模拟

采用Realizable κ-ε双方程紊流模型对侧式进/出水口水流运动进行数值模拟，研究了体型对进／出水口水头损失和孔口附近流态的影响，指出了扩散段水平扩散角和整流段长度对水头损失和孔口流态的决定作用．最后给出进流工况自由水面随库水位变化情况．计算结果和试验结果基本吻合．     

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.     

探讨双向泵站进水流道优化水力设计

当前,泵站的布置已经从以往的"一站四闸"模式变成了现在常用的出水流道型式和双向进型式,不仅使作业效率得到了提升,同时也节约了投资成本。在设计双向泵站的进水流道时,为了保证排、灌两种工况都有比较好的装置效率,就需要做好双向泵站的优化设计,提高水泵的设计性能。基于此,该文根据双向泵站进水流道的设计要求,对泵站进水流道水力的优化流程进行了分析探讨,并对优化结果进行了实验模拟,实验结果证明,文中所提出的优化措施使装置效率得到了显著改善,为类似泵站进水流道的水力优化提供了参考。     

园林不规则池塘水力循环的运行方案分析与选择研究

园林池塘水面变化极不规则,采用有限体积法对实施人工水力循环的园林池塘水体流动数学模型进行求解.提出了各种运行方案,并针对不同运行工况下水体滞流、中心水域流速及水流均匀性问题进行深入分析与研究.结果表明,一个出水口为另一出水口流量1/12时,中心水域流速最大;一个出水口为另一出水口流量的1/3时,园林池塘水流最为均匀;一个出水口流量为另一出水口流量的1/6时,园林池塘水流较均匀,中心水域流速较大,为最佳运行工况.     

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。     

利用抽水试验研究地下水参数及水力联系

现场抽水试验室水文地质勘探过程中最为直接,也是准确度最高的勘察手段。本文通过研究某超高层建筑群水文地质勘察过程中水文地质试验,通过优化抽水试验井位的布置,确定合理的抽水方案,提高了抽水试验效率,查明了不同方向上水文地质参数以及地表水与地下水、不同层地下水之间的水力联系。     

承压含水层大口井不稳定非达西流简化解析解

针对等速抽水条件下的承压无限含水层非达西不稳定井流问题,提出一种简化解析模型,同时考虑了井储效应对于水位降深变化的影响。该模型采用Izbash公式描述非达西流中单位宽度流量和水力梯度的非线性关系,采用Boltzmann变换及线性化近似方法相结合推导得不稳定非达西井流数学模型的简化解析解。通过比较其有无"井储"效应下水位降深-时间曲线,发现井储效应仅发生于抽水初期并随着抽水的进行逐渐消失。同时通过对Izbash公式的两个参数进行参数特征分析,在抽水前期水位降深s与准水力传导系数k与非达西系数n呈正相关;而在中后期水位降深与两系数均呈负相关系。通过参数敏感性分析,发现Izbash公式中的非达西系数n相较于准水力传导系数k,其敏感性更强。     

基于SST k-ω湍流模型的泵站侧向进水流态改善研究

泵站侧向进水前池中易形成不良流态,为了改善不良流态,以Fluent为平台,采用SSTk-ω湍流模型,研究了某侧向进水排涝泵站的进水水力特性,通过定性与定量分析,得出了最佳的导流墩布置方案,有效地改善了该泵站前池的不良流态.分析结果表明,侧向进水前池中,由于水流侧向流入,进水前池各纵向断面的流态不是对称分布的,设置导流墩分配水流时,应根据工程实际情况适当调整;针对漩涡产生的位置设置导流墩,能有效地消除漩涡,改善进水流态.     

贯流泵装置出水流道进口区压力及速度场分析

为分析贯流泵装置出水流道进口区流场的非定常特性,在考虑水泵与流道的水力相互作用基础上,采用RNG k-ε湍流模型对贯流泵装置进行全流道的非定常数值计算。通过非定常求解预测的贯流泵装置能量性能数据与物理模型试验值进行对比,验证数值计算方法的可信度,分析出水流道进口区非定常压力及速度场的演变规律。结果表明:(a)贯流泵装置数值预测的扬程系数与模型试验结果的最大相对误差为3.15%,效率的最大相对误差为3.07%。(b)出水流道进口区轴面速度场的波谷数与导叶体的叶片数相同。(c)随着流量系数的减小,出水流道进口区的轴面速度场的波峰特征越趋明显,轴面速度的尾迹特征逐步增强。(d)水流经出水流道扩散,速度逐步减小而压力逐渐增大,出水流道进口区的脉动主频受叶轮旋转的影响很小,压力波动主要受导叶体进口流态和导叶体结构的双重影响。(e)不同工况时各监测点的主频及次主频均为低频脉动。     

给水泵汽蚀诊断模型的分析与控制

根据泵的汽蚀原理，结合给水泵的实际性能曲线建立了给水泵的汽蚀诊断模型．使用给水泵运行的过程参数（泵的转速、进口压力、出口压力等），该汽蚀模型可以实时计算泵的工作流量和汽蚀临界流量．以这两个量为基础．汽蚀诊断模型能实时预报给水泵的汽蚀状态．报警信号指导给水泵的过程控制系统进行相应处理以防止汽蚀故障的发生．诊断模型可以共享给水泵过程控制系统已经采集的过程参数，系统实现不改变分布式控制系统（DCS）的硬软件配置，可以在已有的DCS环境下实现．该汽蚀诊断模型结构比较简单．易于在DCS上实现，便于推广应用．     

汽液两相流激波升压过程的实验研究

在不同的混合腔喉部直径，喷嘴前蒸汽压力，进水流量下，实验研究了汽液两相流激波升压装置的特性，实验结果表明，汽液两相流激波升压的最大无量纲升压系数为2．4；混合腔喉部趱戏增大，其升压效果下降；引射率及蒸汽压力增加，其无量纲升压系数都将增大，这些结论对汽液两相流激波升压装置的进一步研究及应用具有一定的意义。     

变截面通道内超音速两相流升压过程的研究

通过对超音速汽液两相流在变截面通道中的升压过程的实验研究，得到了变截面通道内超音速汽液两相流的压力分布规律。实验结果表明，变截面通道中超音速汽液两相流的压力分布与出口压力、进水流量无关，而主要的影响因素是进水温度和进汽压力，同时超音速汽液两相流在变截面通道的渐缩部分的压力可以近似认为不变，凝结激波发生在变截面通道的喉部等，这些研究结果对该技术的进一步理论研究和应用均具有重要意义。     

不同截面微通道中流动阻力特性

实验研究了微通道内去离子水的流动阻力特性,微通道当量直径范围De=0.210～1.069mm,雷诺数范围Re=102～104,截面形状分为矩形、半圆形及三角形.通过测量微通道沿程压降及出、入口局部压降随流量变化关系,获得了沿程阻力系数及局部阻力系数.结果表明:当截面形状相同时,摩擦阻力系数随着当量直径的减小而降低;当量...     

多缸柴油机冷却水腔流动不均匀性的仿真研究

以多缸柴油机的冷却水腔为研究对象,使用Fluent软件对直列3、4、5、6缸柴油机冷却系统的流场进行仿真.结果表明:对于冷却水套进出水口在曲轴同一端的直列柴油机,从距离入口最近的缸到远离入口的最后一缸,各缸水套间通道压力逐渐降低,各缸缸盖进口和出口压力逐渐增加,各缸缸盖的流量逐渐降低.在相同入口流量条件下,随着发动机气缸数增加,总进口和总出口的压差逐渐降低,整个冷却水套的流动阻力减小,各缸缸盖进出口压差的平均值逐渐减小,发动机各缸盖中最大流量和最小流量之间的差值增加,发动机各缸缸盖流量的不均匀度大幅度增加.      

电子膨胀阀节流机构流量特性的实验研究

分析总结了国内外对膨胀阀流量特性的研究成果,指出电子膨胀阀节流机构流量多元影响因素的特性.利用自行研制的液环法电子膨胀阀流量特性实验台分析了出口压力、入口压力、入口过冷度、阀开度、入口密度和出口干度对电子膨胀阀质量流量及流量系数的影响.结果表明:上述参数对电子膨胀阀的流量特性均有一定的影响,但各参数的影响程度不同;开度是改变质量流量的主要因素,并反映出阀的调节特性.     

双进双出钢球磨容量风量对煤粉细度影响规律试验研究

为掌握双进双出钢球磨煤机容量风量对煤粉细度的影响规律,特组织进行了两台钢球磨煤机现场试验。试验结果表明对于不同的磨煤机平均料位设定值,均存在容量风量低的一侧料位高、煤粉粗;容量风量高的一侧料位低、煤粉细的情况。通过试验数据和磨煤机运行特性的分析,认为两侧煤粉细度偏差是由于假想"中分面"偏移带来的两侧有效磨制空间不同所致。对此提出在运行时应尽量均衡磨煤机两侧容量风量,单进单出运行时应尽量减少停运侧容量风量的优化运行的指导意见。对于双进双出钢球磨煤机运行调整有一定的借鉴意义。     

进鱼口水深不足时竖缝式鱼道水力特性及进出口允许最大水深差

为研究竖缝式鱼道进鱼口水深不足时鱼道进出口允许最大水深差，构建了鱼道整体数学模型，对鱼道流速、流态、水面线等进行了数值模拟分析。结果表明：当进鱼口水深不足时，上游段水深与出鱼口水深一致，流速稳定；中间段水深开始缓慢下降，流速逐渐变大；下游段水深急剧下降，流速迅速变大，在进鱼口处出现跌水，流速出现最大值。当鱼道坡度相同时，出鱼口水深与进出口允许最大水深差呈线性关系，出鱼口水深越大，进出口允许最大水深差越大；当出鱼口水深相同时，鱼道坡度与进出口允许最大水深差也呈线性关系，鱼道坡度越陡，进出口允许最大水深差越小。     

蜗壳出口位置对低比转速离心泵性能的影响

为了研究蜗壳出口位置对低比转速离心泵性能的影响,在保证蜗壳基圆、前八断面面积及形状、蜗壳出口直径和中心高相同的前提下,改变蜗壳出口位置,分别设计出A、B、C三种型号蜗壳.以清水为介质,基于雷诺平均法、RNG k-ε湍流模型,对比转速为46的离心泵进行数值计算.结果表明:三种不同出口位置情形时离心泵的外特性变化趋势基本一致,但最高效率值有所不同,在各个工况点,C型的效率均高于A、B型,且三者的高效区均向大工况偏移;三种型号蜗壳的离心泵,在各自相应工况下,叶轮进口处的静压分布、湍动能分布和流线分布大致相同,而叶轮出口及蜗壳流道中三者的变化较大,表明改变蜗壳出口位置对叶轮进口处内流场的影响较小,主要影响叶轮出口及蜗壳流道中内流场的变化.