盖孜水电站引水系统水力过渡过程分析

盖孜水电站采用接上游电站尾水"清水不下河"的布置方式,在系统中承担与上一级电站同步调峰任务,该引水系统具有高水头、长距离及非恒定流的特点。本文通过不同控制工况下的水力过渡过程对机组关闭规律进行比较计算,确定出机组最短关闭时间为13s。小波动过渡过程计算分析系统的小波动过程总是稳定。水力干扰计算采用频率调节运行时,正常运行的机组轴力矩发生水力干扰,但未超过控制标准。分析结果可为引水系统布置、机组参数选取等提供设计依据。     

阿尔塔什水利枢纽水电站引水系统过渡过程分析

阿尔塔什水利枢纽水电站引水系统长度较长。通过调压室过渡过程计算优化调压室的尺寸,既而通过对导叶关闭规律进行比较计算,确定机组最短关闭时间;再通过小波动过渡过程计算分析系统的小波动过程是否稳定;通过水力干扰计算判断被干扰机组的水头、流量、效率、机组轴力矩变化是否超过允许范围。研究结论为电站引水系统设计提供依据。     

构皮滩水电站水力系统过渡过程整体模型试验

根据水电站水力过渡过程物理模型相似率,建立了构皮滩水电站带模型机组和模型调速器的整体物理试验模型,通过大波动、小波动和水力干扰过渡过程试验,得到了详细的水锤压力、调压室涌波、小波动和水力干扰特性参数,为工程设计提供了可靠依据。     

黄河沙坡头水利枢纽工程机组过渡过程计算分析

摘要黄河沙坡头水利枢纽位于宁夏电网末端(卫宁地区电网)，电网容量相对较小，灯泡贯流式机组6D。值相对较小，因而机组在大、小波动过渡过程时能否在电网中稳定运行，是决定电站是否采用灯泡贯流机组的先决条件。同时，枢纽机组同时甩负荷时对上游河道的涌浪会产生影响，介绍了电站大、小波动计算及各机组的水力干扰情况，同时对上游库区的涌浪进行了模拟计算。     

格里桥电站大波动过渡过程分析计算

施工阶段的大波动过渡过程计算能为电站建成后安全稳定运行提供保证,并为机组验收及机组后期稳定运行提供整定值。结合格里桥水电站大波动过渡过程的复核计算,比较详细地给出了该水电站水力机组大波动过渡过程的分析计算过程。图1幅,表1个。     

灯泡机组径流水电站全枢纽过渡过程计算研究

在与灌溉相结合的灯泡式机组径流水电站系统中，其稳态初值的计算和全枢纽过渡过程的计算都是难点，而且由于径流式水电站的特殊性，有时需要考虑河床涌浪的影响，针对带有灌溉系统并装设灯泡式机组的径流水是站，进行了计及涌浪影响的全枢纽过渡过程计算，并在稳态初值计算中使用虚拟阻抗法对流体网络进行求解；计算及分析了涌浪对枢纽机组过渡过程的影响及由涌浪引起的对枢纽运行机组的水力干扰情况，计算结果表明，坝前，坝后河道中涌浪对该类电站的过渡过程产生明显的影响。     

水电站水力过渡过程数值仿真的理论与实践

系统地介绍了水电站水力过渡过程数字仿真的基本理论和计算方法,过渡过程的起因和研究内容,并用多个水工模型试验测量的调压室水位、管道水锤压力及其压力过程线资料验证了计算方法及参数选择的合理性.利用CTD技术得到了调压室内的水流流态、三维流速分布以及调压室水位波动的动态演示.该数字模型已用于多个电站引、尾水系统的水力过渡过程计算,得到的调压室最高/最低涌浪水位、蜗壳及岔管断面最大/最小水锤压力、机组最大飞车转速以及它们的变化过程线,引水隧洞最大/最小内水压力包络线、小波动和水力干扰下的发电频率摆动、机组稳定性分析等成果,为工程设计提供了重要依据.     

青羊沟水电站水力过渡过程仿真计算与分析

为保证电站安全稳定运行，通过对调压井位置、参数以及调压井后输水系统参数的调整，对机组水力过渡过程进行大波动、小波动分析计算，确定经济合理的电站输水系统和机组方案参数。     

基于微分几何的水电站过渡过程非线性控制研究

建立基于刚性水击的水电站小波动及水力干扰过渡过程非线性数学模型，从非线性微分几何控制理论出发，提出构造调节输出函数的设计原则，使得非线性非最小相位系统能完全精确线性化，从而避免了判别零动态稳定性问题。运用该设计原则，推导出水电站小波动及水力干扰过渡过程非线性控制律，同时进行了数值仿真试验。结果表明：本文所提出的非线性控制律计算结果合理，且明显优于常规控制律，表明了该设计原则的正确性及可实用性。     

大田河落生水电站水力机组过渡过程分析

水力机组过渡过程分析计算涉及到水力学、机械、水工以及运行方式等各方面的综合特点，在设计有调压井的水电站中，尤其是机组的运行工况及其可能的工况组合，对调压井涌波影响很大。对大田河落生水电站的水力机组过渡过程进行了分析，提出了具体的可能工况组合并进行详细计算，可供同类水电站参考。     

水轮机内部湍流计算方法研究

概述了水轮机内部流动计算近几十年的发展历史与研究现状,介绍了水轮机内部三维流动计算的控制方程及其解法以及常用商业软件,总结了湍流的数值计算方法,重点讨论了湍流模型理论,并指出水轮机内部湍流计算正朝着全三维、小尺度、瞬时化处理发展。     

NUMERICAL PREDICTION OF SILT ABRASIVE EROSION IN HYDRAULIC TURBINE

1.INTRODUCTIONTherearemanyhydraulicturbinesoperatedinsiltladenriversintheworld.Thepresenceofsolidparticlesintheflowoftencauseabrasivedegradationofcertainpartsofthehydraulicturbinewhichareespeciallyexposedtotheflow.Theerosivewearduetohydroabrasiondependsprimarilyonthesurfacematerialandonthematerialoftheabrasiveparticlesinwater.Thefluiddynamicsoftheparticlemotionalsoplayaveryimportantroleinthistribologicalsystem.Therelativevelocityofparticlesandthefrequencyofimpactarekeyfactorsindetermining…     

虹吸式出水流道水力性能数值计算湍流模型适用性

为寻求适用于大型低扬程泵站虹吸式出水流道水力性能数值计算的湍流模型,首先采用透明流道模型对某低扬程泵站虹吸式出水流道进行了试验研究,测试了流道水头损失并分析了流道内流态; 在网格无关性分析的基础上,选择常用的一方程湍流模型(S-A湍流模型)、二方程湍流模型(k-ε湍流模型、k-ω湍流模型)及Reynolds Stress湍流模型分别对该虹吸式出水流道水力性能进行了三维湍流流动数值计算,并将计算结果与模型试验结果进行比较。结果表明:与一方程湍流模型和Reynolds Stress湍流模型相比,二方程湍流模型在虹吸式出水流道水头损失的计算中更具优越性,采用Standard k-ε,Realizable k-ε和SST k-ω等3种二方程湍流模型计算得到的流道水头损失相对误差小于3%,其中,Standard k-ε湍流模型计算得到的流场与模型试验结果最吻合。     

增设收缩墩后的跌坎消力池三维流场研究

当消力池池长和池宽受到限制时,跌坎底流消能工在大单宽流量、低Fr来流条件下引起的振荡水跃对消力池具有较大的破坏力;模型试验研究发现,在跌坎消力池前采用收缩墩后的联合消能工可有效解决上述问题。选取RNG k-ε模型和流体体积函数法(Volume of Fluid,VOF)自由液面追踪法,构建有无收缩墩2种跌坎消力池并进行数值模拟,得到流场内的水力特性,并结合试验数据对有无收缩墩的2种跌坎消力池方案进行对比分析。结果表明:跌坎消力池池内紊动能不足和大尺度漩涡的不稳定性是引起振荡水跃的主要原因;设置收缩墩后水流经收缩墩横向收缩和纵向拉伸后形成收缩射流,在消力池内形成2条细长的强紊动区,形成了更多三维漩涡,漩涡尺度变小,紊动剪切加剧,破坏了不设收缩墩时的水跃旋滚,有效地消除了振荡水跃。这种消能工对工程条件限制下的低Fr数、大单宽流量底流消能具有较高的推广应用价值。     

猴子岩水电站深孔泄洪洞水力学试验及数值模拟

深孔泄洪洞是猴子岩水电站4套泄洪设施之一,其落差超过100m,洞内泄流流速最大可达22.5m/s,有高水头大流速这一特点。本文采用双方程紊流模型及基于水气两相流的VOF方法,对猴子岩深孔泄洪洞有压洞弯段及无压洞段的多种水力学要素进行三维数值模拟。数值模拟结果与1:25单体模型试验数据对比表明,采用该紊流模型与数值计算方法,能够很好地模拟这种高水头、大流量且带有自由表面的掺气水流的水力特性。计算模拟出的多种水力特性,从变化趋势到数值精度可满足水工设计的要求。     

ANALYSIS AND ESTIMATION OF HYDRAULIC STABILITY OF FRANCIS HYDRO TURBINE

With the development of large-capacity hydro turbines, the hydraulic instability of hydro turbines has become one of the most important problems that affect the stable operation of the hydro-electric units. The hydraulic vibration and unstable operation of Francis hydro turbines are primarily caused by the unsteady pressure pulsations inside draft tubes. The forced rotating vortex core at the runner exit and the channel vortices inside Francis turbine runners are origins of the unsteady pressure pulsations when operating at partial load. This paper briefly analyzes the hydraulic instability of operation caused by the vortex core and channel vortices at partial load, then, presents a way to estimate the hydraulic stability by calculation of the flow behavior at the runner exit. The validity of estimation is examined by comparison with experimental data. This will be helpful to evaluate the alternative design and predict the hydraulic stability for both the prototype and model hydro turbines.     

水工模型试验在小水电设计中的重要性研究

在大中型水电站建设中,水工模型试验的重要性已广为大家认可。可是在小水电的建设中,却没有得到一致的认可。有人认为模型试验的结果是设计的前提;还有人认为是没有必要的,他们强调小水电的规模小,相对大中型水电站投资少、经费不足、技术问题不复杂等。由于对水工模型实验的忽视,造成许多小水电站的设计未经模型试验的方案对比,从容的定设计方案,施工匆匆破土动工,其后果是工程后患无穷或是造价大大提高。     

典型非稳态水跃现象的数值研究

采用VOF模型跟踪自由表面的变化,数值模拟了典型水跃湍流由静止到最终稳定的全过程。本文给出了水跃现象在不同时刻自由表面的变化情况,主要对水跃过程中自由表面的形状、内部流场结构、速度矢量场及压力场分布进行了分析。结果表明,VOF模型能够有效地描述水跃这类复杂自由表面流道的湍流特性,具有可行性与实用性。     

基于PANS的轴流泵簸箕形进水流道水力特性

为研究簸箕形进水流道轴流泵模拟计算适用湍流模型,基于CFD软件k-ε湍流模型及二次开发修正PANS湍流模型进行三维数值模拟,结果表明:修正PANS湍流模型能捕捉各种湍流尺度的漩涡,能够反应更多内部流动的细节特征;为研究隔墩、隔墩长度及后壁距对进水流道内部水力特性的影响,提出4种方案。结果表明:方案3中进水流道喇叭口外壁附近点压力脉动幅值最小,点J3、J4脉动幅值约为原始方案的77%、62%;方案4中进水流道内部流动特性最好,水力损失最少,约为原始方案的25%。     

簸箕形进水流道的优化水力设计

介绍了在荷兰有广泛应用、在我国刚开始得到应用的泵站箕箕形进水流道，采用紊流模型数值计算的方法，对这种形式的流道进行了优化水力计算，刘老漳泵站水泵装置模型对比试验的结果表明，经过优化的簸箕形流道的水力性能，得到了显著的改善。