某电站进水口体型优化水力学试验研究

文章采用1∶30水工模型试验,研究了某电站进水口前流态、漩涡特性、进口段水头损失、沿程时均压力特性及过栅流速等。试验结果表明:在电站正常运行库水位范围内,进水口前未出现影响机组正常运行的有害漩涡,进水口及拦污栅结构体等设计合理;拦污栅结构体至进口渐变段末端的水力损失系数为0.122,在机组引水流量为900m3/s条件下,进口断面的局部水头损失为0.246m;进水口有压管段顶面和侧面的时均压力梯度均较小,检修门井及快速闸门井内的水面波动最大值为0.09m,说明有压进口段的体型较好;拦污栅断面的流速及分布特性随机组运行时库水位的变化而变化,最大过栅流速约为2.1m/s。     

三峡工程水电站进水口的型式及其水力特性

主要论述三峡工程电站进水口的型式及其实验结果．三峡电站进水口设计是有两种型式,即单孔方案和双孔方案,每种方案都经过数次体型优化,并对每种优化方案进行了模型试验．本根据试验成果对单、双孔进水口各方案的水力特性进行了综合评述及对比分析,最终得出,双孔方案总比单孔方案的流态更好．在给定的控制条件下,双孔方案进水前不会导致任何的漩涡产生,相反,在单孔方案进水口前出现了挟气漩涡．尽管这处漩涡在单四方案中可以被消除,但是要设置破选措施．试验结果表明,双孔方案增大了电站进水口的面积,但是并没有降低水头损失,两种进口方案有着几乎相同的水头损失,但就某种方案而言,优化过程还是降低了水头损失的．本最后简要评价了ASCE的设计准则。     

水电站进水口漩涡缩尺效应

前人对进水口漩涡进行了大量的试验研究,但关于进水口漩涡试验的缩尺效应尚无统一的观点．笔者针对侧式进水口漩涡进行了一系列模型试验研究．结果表明,按弗劳德准则设计的模型,当模型进水口处的雷诺数RP≥3．4×10^4时,表面张力对漩涡无明显影响,可不考虑缩尺效应．当雷诺数不能满足该要求时,可以采取增大流量的办法消除缩尺效应,而增大的流量的倍数与模型进水口的淹没水深和模型比尺有关．     

压板式短进水口的优化水力设计

本文阐述了压板式短进水口优化水力设计的依据、目标和基本方法.在有关压板式短进水口水力计算和水力特性研究的已有文献的基础上,提出了对其进行优化水力设计的数学模型:决定变量是进水口体型的主要参数,目标函数是进水口的流量系数,约束条件一类是保证进水口不发生空蚀破坏,另一类是满足常用合理体型的基本要求.计算源程序在北极星小型计算机上实现,并采用系统优化的方法,完成了压板式短进水口的优化水力设计.按本文所提优化设计方法,可根据设计要求经计算机进行数值计算后,直接得到安全、经济、适用的压板式短进水口合理体型.     

导流洞双层进水口优化与传统进水口对比研究

为了研究导流洞双层进水口优化体型后的水力特性,并对其与传统进水口布置进行比较,基于某抽水蓄能电站导流洞的设计参数,采用Fluent软件中的VOF水动力模型进行了三维数值模拟.通过改变竖井宽度,即改变水平洞与竖井进口面积比、去除竖井以及采用常规喇叭口进水口3种方案,对双层进水口进行了比较分析.分析重点包括相对流量、水流弗劳德数、相对压强以及水头损失系数等4个方面的特性.研究结果表明：面积比的变化对双层进水口的流量分配和流速分布产生了显著影响.相比于去除竖井的水平进水口,双层进水口在增加泄流量、降低进水口水头损失方面具有明显优势.在孔流流态下,双层进水口的泄流能力已接近单独采用喇叭口泄洪洞.结果显示,双层进水口的泄流主要以竖井下泄为主.在孔流流态时,双层进水口的泄流受下游泄洪洞断面的控制.其独特优势在于能快速对导流期的水平洞进行封堵,并在运行期间迅速进行泄放洞的改建,以便尽快进入运行状态.     

进水口最小淹没水深和消涡措施

为了防止进水口前产生吸气漩涡,水电站或泵站进水口前要求有一定的淹没深度,在总结具有代表性的不产生吸气漩涡的临界淹没水深经验公式的基础上,以某水电站进水口为依托开展了模型试验研究,比较了各经验公式在该电站进水口应用中的适用性。结果表明,戈登公式计算值与试验值最为接近。最后,通过模型试验进一步分析了水电站进水口漩涡的影响因素,提出了几种消除吸气漩涡的工程措施。     

装有格栅的进水流道进水口流通能力的研究

运用计算流体动力学方法,分析了某喷水推进高速巡逻艇航速未达设计值的原因,对其中一个重要原因“进水口和格栅设计不当造成喷水推进泵流量偏离设计值进而致使喷水推进泵效率降低”进行了分析,提出了装有格栅的进水口“流通能力保持不变”的设计准则并应用于该实例进行验证．在此基础上总结了装有格栅的进水流道的一般设计方法：先设计一个最优的无格栅进水流道及进水口,运用“流通能力基本保持不变”准则再为加装格栅后的最优进水流道重新设计进水口．     

郎琊山抽水蓄能电站进水口水力学试验研究

运用水工模型,对琅Ｙａ山抽水蓄能电站上库进水口进行了水力学试验研究。在抽水和发电两种工况下,研究了进水明渠水面流态、流速场;观测了进水喇叭口附近的漩涡,以考察防涡格栅的效果;仔细研究了进水喇叭口各孔垂线流速分布,并测出进水喇叭口的局部水头损失系数。认为上库进水口的设计是可以接受的。同时,对设计方案的进一步优化提出了建议。     

沁河河口村水库引水发电洞设计

根据河口村水库开发任务的需要,引水发电洞兼顾供水和引水发电的双重任务,以满足下游工农业用水的需求。发电洞进口型式经竖井式和塔式方案比选后,最终确定采用塔式进水口;同时为满足环保需要采取分层取水布置方案。发电洞洞身相对较短,在未设置调压室的前提下,优选主洞经济洞径选用3.5m;大小电站均为一洞两机布置方案,分岔处均设置钢岔管,钢岔管采用月牙肋型。     

瑯琊山抽水蓄能电站进水口水力学试验研究

运用水工模型,对瑯琊山抽水蓄能电站上库进水口进行了水力学试验研究。在抽水和发电两种工况下,研究了进水明渠水面流态、流速场;观测了进水喇叭口附近的漩涡,以考察防涡格栅的效果;仔细研究了进水喇叭口各孔垂线流速分布,并测出进水喇叭口的局部水头损失系数。认为上库进水口的设计是可以接受的。同时,对设计方案的进一步优化提出了建议。     

进水口前立轴旋涡的试验研究

通过分析旋涡形成的影响因素,建立了立轴旋涡的形成和类型,与佛汝德数、环量数和淹没水深三个参数的关系式. 自制了能改变进水口尺寸、型式、边界条件和水流条件等影响立轴旋涡的实验装置. 分析测得的试验结果,对底部和侧部两种进水口提供不同的系数,有利于针对实际工程中进水口的具体形式,作为估算临界淹没水深的参考.     

喷嘴对锥形涡流管热分离影响研究

通过涡流管内部气体的流动分析,得到了喷嘴结构对涡流管热分离性能的影响关系,基于锥形涡流管进行了对比实验,实验验证了分析结果的正确性.实验结果表明:影响涡流管热分离性能的基本参数是喷嘴流道的总截面积,而非单个流道的截面积或流道个数.保持单个流道的截面积一定,当冷气流率较小时,流道个数越多对应制冷效应越大,而冷气流率较大时,结果相反.当冷气流率较小时,增加喷嘴流道的总截面积可获得更高的制冷效应,但制冷效率变化不大.分析表明:在本实验条件下当喷嘴流道总截面积与锥形涡流管截面积之比为0.153时,可同时获得较高的制冷效应和制冷效率.     

水工建筑物进水口前立轴旋涡的研究

结合平面螺旋流模型，通过简化N－S方程，分析了立轴旋涡运动的数学模型，并描绘了立轴旋涡的空间形态。研究了立轴旋涡运动状态的影响因素，特别是衡量立轴旋涡涡旋强度重要指标之一的速度环量。此外，结合立轴旋涡产生的条件，分析了进水口的设计原则。对于现有工程中存在的立轴旋涡，提出了运用防涡梁或垂直消涡格栅等结构物消除旋涡的方法。     

侧风滑跑条件下的地面涡气动特性研究

以缩比的近地面短舱进气道为研究对象,通过数值计算的方法得出侧风来流条件下地面涡的流场特征和气动特性,着重研究飞机滑跑对地面涡的影响。研究表明：在无相对滑跑时,速度比和离地间隙是影响地面涡特性的重要因素。来流速度越大,离地高度越高,地面涡的强度就越高;进气畸变主要受来流速度影响,流速越高,畸变程度越严重。有相对滑跑时,重点考虑来流速度和滑跑速度对地面涡的影响。来流速度对进气畸变影响很大,畸变指数随着风速升高而增大;滑跑速度是地面涡强度的主要影响因素,滑跑速度越高,地面涡强度越弱。     

用多重网格法研究内燃机的进气过程

文中论述了用多重网格法研究多缸内燃机进气管内气流运动的瞬态过程 利用非线性方程全近似格式的多重网格法并结合特征线法对管内的气流运动进行了数值计算 ,直观地描述了多缸内燃机各管段内气体流动的瞬态过程 ,并分析了转速、管道长度和管径等参数对进气特性的影响     

丁坝群间取水建筑物局部流场及其冲淤变形的试验研究

本文结合黄河宁夏某河段丁坝群间设置取水建筑物的工程实际,采用正态动床模型,研究了丁坝群掩蔽条件下取水建筑物附近的流场特性及其局部冲淤变形规律.研究表明,丁坝群间设置取水建筑物,其局部流态及冲淤变形主要受到丁坝间回流及坝后扩散主流的控导.现状条件下,取水建筑物前流态不受回流的影响,回淤泥沙不危及取水安全,而扩散主流顶冲取水建筑物,形成较大局部冲刷;设置上挑式淹没构筑物,可极大减轻局部冲刷,比较了几种上挑式减冲设施,得到了较优化的体型及上挑角;合理下延上丁坝可有效发挥丁坝对水流的控导作用,既可形成有利的取水态势,又可减小顶冲作用,有效缓解局部冲刷.研究成果可为类似的工程实际提供参考.     

切向/螺旋进气道稳流实验与数值仿真

为了研究内燃机进气道及缸内的流动规律,并验证数值仿真在内燃机中流动的可行性,对典型的内燃机切向/螺旋组合进气系统的三维流场进行了稳流实验,并用商业软件Fluent数值仿真了实验条件下进气道及缸内流场.由文中给出的算法计算的涡流比及流量系数与实验结果具有较好的一致性.通过仿真流场分析发现,随着气流逐渐远离气缸盖,垂直于气缸轴向的截面上速度分布越规整,越易形成单一方向的旋涡.研究结果表明,数值仿真可以较准确地得到直观的进气道和缸内流场,补充了稳流实验.     

单圆柱微通道内流动特性实验研究

采用Micro-PIV实验系统和压差测试系统,研究了含有单个微圆柱的通道内去离子水在10相似文献   

单圆柱微通道内流动特性实验研究

采用Micro-PIV实验系统和压差测试系统，研究了含有单个微圆柱的通道内去离子水在10相似文献