高水头船闸阀门流激振动问题研究

通过试验模态分析技术，研究了船闸输水过程中廊道阀门的流激振动问题。应用ＣＡＤＡ技术，提出了动态优化方案，并进行了动态响应预估。采用最小二乘格型算法，进行了非稳定流压力脉动及振动的谱估计，并定性地探讨了高阻尼材料的抑振效果及横染对阀门振动的影响。     

葛洲坝船闸廊道阀门原型观测研究

葛洲坝工程三号船闸在运行数年后,在其输水廊道反向弧形工作阀门上,出现蚀损及局部损坏。本文根据对原型进行动态特性及动水压力试验成果,对阀门蚀损机理进行了研究及理论探讨,提出了蚀损不仅与空穴水流有关,而且与闸门振动特性有关,即由于损伤累积造成了蚀损。     

三峡船闸反弧门水弹性振动初步试验研究

本文简要介绍了水弹性振动模型相似准则,对三峡船闸反弧门采用近似满足水弹性振动相似准则的有机玻璃模型进行流激振动试验,并在空气中进行模态分析。试验表明阀门的振动是随机振动,不仅有质量振动,而且有结构振动,有若干阶模态被激发参与振动。在开门和关门过程中,阀门面板脉动压力和阀门的流激振动是不大的,与葛洲坝船闸阀门段内不出现大空泡溃灭时的振动水平相当。由于采用的常压模型不能模拟阀门段的空化现象,对于廊道内可能产生的空泡溃灭所引起的阀门振动尚须通过减压模型进行研究。     

从船闸阀门的振动问题谈三峡船闸分级的可行性

为探究三峡船闸分级问题,作者根据世界各国船闸建设的情况与发展趋势,分析了船闸廊道阀门的工作状况,提出了影响阀门振动的诸因素。利用大量现有船闸的模型试验与原型观测资料,分为水动力荷载与阀门结构两方面详细地讨论了廊道体型、阀门体型及阀门结构与启吊杆结构动特性对阀门振动的影响与可能的改善方向。文中还提出了四个方面尚需进一步研究的课题。就阀门振动方面而言,只要对四个方面问题进行深入细致的研究,并取得可靠的方案,三峡船闸目前的分级方案是可行的。     

船闸廊道输水阀门振动研究进展

本文根据国内外船闸廊道输水阀门运行中发现的振动情况及８０年代以来我国高水头船闸设计与研究中取得的成就，讨论了船闸廊道输水阀门振动研究方面的进展。文中分析了阀门和用力的性质，量级及其影响因素，阐明了研究阀门结构动特性的重要性，介绍了结构特性及其优化阀门设计的最新技术，结合实际工程论述了应用这些新技术所取得的显著效果，这些成果可为今后高水头船闸阀门设计与科研提供参考。     

船闸廊道输水阀门振动研究进展

本文根据国内外船闸廊道输水阀门运行中发现的振动情况及80年代以来我国高水头船闸设计与研究中取得的成就，讨论了船闸廊道输水阀门振动研究方面的进展。文中分析了阀门作用力的性质、量级及其影响因素，阐明了研究阀门结构动特性的重要性，介绍了结构动特性及其优化问问设计的最新技术。结合实际工程论述了应用这些新技术所取得的显著效果。这些成果可为今后高水头船闸阀门设计与科研提供参考。     

三峡船闸末级泄水阀门振动水弹性模型研究

 三峡船闸末级泄水阀门下接1 350 m涵管,用全水弹性模型对其振动问题开展了试验研究,采用模态分析方法确定了阀门结构的自振频率和振型,在流激振动试验中模拟了阀门正常运行工况和多种事故关门工况,测量了阀门振动加速度、脉动压力、吊杆应力。研究结果表明：在2 min匀速开门或匀速关门正常工况,阀门振动加速度均方根值一般小于5.0cm/s2,仅在小于0.1开度时达到25.37cm/s2;双边4 min事故关门中阀门振动加速度均方根值达22.57 cm/s2;单边事故关门,阀门振动比双边事故关门时的值大1倍左右,关门速度越快,振动越大。由于设计的动水关门速度较慢和检修门井的调压作用,阀门在试验条件下事故关门未发生有害水击现象,与同类阀门比较,该阀门的振动不会危害其安全运行。     

三峡永久船闸输水反向弧形阀门流激振动问题研究

本文采用原型观测、模拟试验和理论分析等手段,对三峡永久船闸高水头输水反向弧形阀门的流激振动问题进行深入研究。研究内容包括:(1)以五强溪船闸反向弧形阀的原型观测为基础,对三峡船闸反向弧形阀及输水廊道紊流场进行精细的数值模拟和试验研究,通过综合分析,对三峡反向弧形阀门可能出现的小开度强振区的振源进行预报。(2)研究符合金属结构水弹性相似的高容重、低弹模的特殊材料系列,并用该材料制成了1∶20三峡反向弧形阀的"完全水弹性相似"的流激振动模型;用该模型进行了实验(干)模态分析,并与有限元的理论模态分析相比较,二者符合较好,说明它的动力性能良好,可用于反向弧形阀门的各项水弹性振动问题研究;在大型减压箱中对三峡永久船闸反向弧形阀在输水过程中的紊流流激振动进行模拟,预报阀门结构的动力特性及动力响应。最后对减振、抗振措施提出相应建议。     

泵停机瞬态振动的非定常数值解析与试验研究

通过振动试验,量化分析了机组性能,探明异常振动为横梁共振引发。引入CFD技术展开非定常数值模拟,捕捉振动工况的泵内流动特性。数值仿真场中压力、速度和力的频谱分析表明,当阀门开度较小时,泵和管道内水压脉动的低频分量频率与横梁固有频率相近,产生共振,引发强烈振动。采用"提前停泵"的减振方案,消除了阀门关死点的机组异常振动现象。CFD数值模拟实现了瞬态工况下泵内流动态信号的连续采样,解决了测量中无法获取过渡过程非平稳信号瞬态频率的难题,可作为水泵振动分析的有效手段。     

葛洲坝工程船闸廊道阀门原型观测研究

本文阐述葛洲坝3号船闸输水廊道反向弧形阀门的原型观测,发现在阀门面板上产生的蚀损分布与被水流激发的振动型态相当吻合,建立了蚀损不仅与空穴水流有关而且与阀门振动特性有关的概念。     

引水管道闸门的动水荷载特征与破坏分析

针对引水管道内压力波动诱发强烈振动问题，研究了水电站或泵站蝶阀开启状态时所承受的水流时均和脉动荷载特性，计算了水力诱发阀门的振动响应，分析了阀门锁轴等构件的疲劳效应和阀门突然关闭对管道阀门门体的影响，研究成果可为工程设计和安全运行提供依据。     

调水工程闸门特性的动态系统辨识

本文研究了调水工程调节闸门（阀门）特性的动态系统辨识原理及方法。提出了闸门特性动态系统辨识的数学模型,通过数学变换将阀门非线性特性数学模型转换为线性模型,然后应用最小二乘法进行系统辨识,以便克服水力测量动态误差的影响。最后利用实测数据验证所提理论和方法的可行性和实用性。     

直(地)埋式阀门技术在市政给水管道中的应用

直(地)埋式阀门技术是将阀门直接埋设于地下给水管道上,无需另外建设阀门井,改变了过去有阀门必有阀门井的传统做法.介绍了直(地)埋式阀门构成、工作原理及特性,并阐述了阀门安装步骤、要点及注意事项,以实例讨论了该种阀门技术在减少占据道路面积、消除安全隐患及长期经济效益方面的优势.     

三峡船闸输水廊道阀门振动试验

介绍了两种输水廊道的正、反两种弧形阀门振动试验成果：在“平底式”廊道中,阀门在小开度很窄运行区间内产生了自激振动,而“底扩式”廊道则在大部份运行过程中产生了强迫振动。对模型设计的有关问题作了论述。     

大口径、高压力新型止回阀在新疆SJZ泵站的应用

针对大口径高扬程泵站突然失电时水泵出口阀两阶段关闭存在的问题,提出了采用轴流式止回阀代替两阶段关闭液压阀的措施。对应用于SJZ泵站的轴流式止回阀流阻系数和流量系数进行了仿真计算,基于阀门弹簧的作用和水泵失电后的阀门出口边界条件变化特性,对轴流止回阀的动态特性进行了模拟和分析表明,阀门在正向流速降至零时,立即完全关闭阀门,可避免水泵倒转、水倒流及过大的阀后升压,且能保证阀门关闭时阀瓣前后压力稳定。     

三峡永久船闸输水廊道水动力学特性研究

该文对三峡永久船闸末级闸首阀门段输水廊道进行了数值模拟,对阀门段输水廊道的内部水流流动特征进行了分析,并研究了阀门后廊道顶部的压力特性,分析比较了以不同速率开启阀门及不同开度下紧急关闭对阀门段输水廊道内部流场的影响。将二维结果与三维结果及实验结果进行对比,变化趋势基本一致,验证了边界条件提法的合理性及数值方法的可行性。该研究对永久船闸阀门开启速率及紧急关闭时阀门开度选择具有一定的指导意义。     

船闸输水阀门顶止水自激振动切片试验研究

针对影响高水头船闸安全高效运行的阀门顶止水自激振动问题,研发无缩尺效应的1∶1切片试验装置,实现了高水头阀门顶止水工作特性室内真实模拟。通过不同材料、不同型式顶止水自激振动试验,采用高速摄像技术手段,揭示了窄缝射流诱发顶止水自激振动机理。研究表明,止水自激振动呈现平稳的周期性大振幅特性,自激振动频率与其硬度(弹模)呈正相关关系。     

葛洲坝船闸输水阀门空穴流研究

葛洲坝船闸采用反弧形阀门进行灌泄水,对这种门型的模型及原型,进行了大量的空穴流试验及观测。其中2号及1号船闸阀门进行了模型比尺L_r=25的减压模型试验,并对流态及空化类型进行了分析。试验表明,当阀门开度n=0.3～0.7时,阀门底缘发生空化。由于在输水过程中,阀门段廊道顶面始终存在正压,故设计特殊的通气布置方案,并经试验验证可行,方案已为设计部门采用。对3号及2号船闸的输水阀门进行了原型空穴流的声学测定,据测定资料经分析认为,在顶止水缝隙处存在空穴流,并对输水过程中出现的啸声及雷鸣声进行了分析判断。     

低水头潜孔式闸门振动问题及处理对策探讨

本文就阀门的振动现象、产生原因进行探讨，提出相应的措施和改造方案。     

小容量清水库下厂级调度的研究

清水库容量不足会导致进、出厂水量匹配困难。在对南方某小容量水库水厂调度分析的基础上,重点探讨了厂级调度的静态及动态因素影响程度及应对措施,并建立了相关数学模型。结果表明:静态影响因素具有滞水特性,当出现进厂水量短时间内变化较大时,可通过调节滤池进水阀门开度来平衡进、出厂水量;滤池对水量传输限制是动态影响的主要因素,可通过调整滤池进、出水阀门开度来调配进、出厂水量差;调度过程中需灵活应用各种手段进行水量调配;生产试验结果验证了调度数学模型的准确性。