有连接管的调压室水头损失系数研究

利用调压室水头损失的局部模型试验成果,研究了连接管中水流方向、连接管尺寸以及流量比对具有连接管的阻抗式调压室水头损失系数的影响。研究结果表明,调压室水头损失系数并不是仅与水流方向、连接管尺寸有关的常数,因此在对调压室系统的水力过渡过程计算中,需结合模型试验成果和数值计算结果分析确定调压室水头损失系数。     

阻抗式调压室水头损失系数研究

根据江苏省宜兴抽水蓄能电站尾水调压室局部模型试验结果，研究具有连接管的阻抗式调压室的水力特性，并用查表计算和经验公式计算进行验证，主要研究了连接管中水流方向、连接管道直径以及流量比对调压室水头损失系数的影响．研究表明，模型试验存在一定的误差，在含调压室系统的水力过渡过程计算中，需结合模型试验结果和数值计算结果，确定阻抗式调压室水头损失系数。     

长连接管形式对尾水进口压力和涌浪影响研究

抽水蓄能电站中,根据尾水调压室长连接管管径和阻抗孔孔径是否一致,可将尾水调压室分为两种形式。分别建立了这两种不同长连接管形式的调压室边界条件数学模型。以特征线法为理论基础并结合工程实例,对不同连接管管径和阻抗孔孔径的若干组合方案进行过渡过程的数值模拟,并计算了各组合方案中阻抗孔局部水头损失系数,同时分析不同组合方案中阻抗孔局部水头损失系数的差异及其对尾水进口压力水头和涌浪水位的影响。结果表明:增大连接管管径或者阻抗孔孔径均会增大尾水进口最小压力水头和尾水调压室最高涌浪水位。连接管与阻抗孔直径相等与连接管管径略大于阻抗孔孔径的方案相比,两者尾水进口最小压力水头相差较小,但后者可以更为明显地降低调压室最高涌浪水位,这一结论可以为工程中连接管和阻抗孔直径的选取提供参考。     

多机组水电站调压室阻抗系数的三维数值模拟

水电站多台机组共用调压室的流态较为复杂,通过模型试验的方法确定其水头损失系数时,历时较长,代价较高。本文利用fluent软件建立数学模型对某常规水电站多机组共用一个尾水阻抗调压室的阻抗系数进行数值模拟分析,分别研究调压室两种典型工况和不同机组台数组合运行时的情况,并将数值模拟结果与物理模型试验值进行了比较,证明用数值模拟方法研究水电站多机组共用调压室的阻抗系数值是有效可行的。     

CFD方法计算阻抗式调压室阻抗损失系数

运用CFD(计算流体力学)方法,计算了有长连接管的阻抗式调压室的阻抗损失系数.将计算结果与水力模型试验结果进行了比较,经比较发现,采用CFD方法计算得到的结果不管在变化规律还是数值上均可达到与模型试验结果相当的精度.     

有长连接管调压室水头损失系数计算方法研究

研究具有长连接管的阻抗式调压室水头损失系数的计算方法,给出基于Gardel三通水头损失系数经验公式、焊接三通水头损失实验资料以及截面突变管道水头损失资料;得出这种调压室不同流态下水头损失系数的计算方法,并将不同算法得到的调压室水头损失系数分别与水力模型试验结果进行了比较和分析.研究表明,基于Gardel三通水头损失系数经验公式及截面突变管道水头损失系数计算的调压室水头损失系数与试验结果具有较好的一致性.     

调压室阻抗对水击压力的影响

针对阻抗式调压室不能完全反射水电站压力钢管传来的水击波的实际特性．导出了阻抗式调压室的阻抗系数和该处水击波透射系数之间的关系；以水击计算的特征线法为基础，提出了考虑调压室对水击波不完全反射时的水击压强计算方法；实例对比说明，设置阻抗式调压室时，不仅阀门处的水击压力比用常规方法计算的值高，而且引水隧洞也承受着一定的水击压力。     

有连接管的尾水调压室稳定断面问题的理论研究

基于Gardel关于T型三通管水头损失系数经验公式,研究分析了连接管处速度头以及进出调压室水体与尾水隧洞水体之间的动量交换对有连接管的尾水调压室稳定断面积的影响,并在托马(Thoma)理论的基础上,推导出了相应的调压室稳定断面计算公式,从而在理论上证明了连接管处的速度头对尾水调压室稳定断面所起的作用是不利的,而进出调压室水体与尾水隧洞水体之间动量交换则是有利的。研究表明：如果合理地选择设计连接管断面的尺寸和型式,就可以进一步减小有连接管的尾水调压室水位波动稳定所需的断面积。     

尾水岔管在调压室后交汇的水电站小波动稳定分析

基于刚性水锤理论,结合实际工程水道布置,考虑调压室阻抗作用以及实际水轮机和调速器特性,对采用尾水岔管室后交汇布置型式的水电站推导了水力机械系统小波动稳定性分析状态方程。运用稳定性理论,分析了电站的小波动稳定性,并利用基于特征线法的水电站过渡过程数值模拟进行验证,两者结果基本一致。随后研究了该类型调压室面积及阻抗孔口对系统稳定域的影响。结果表明:调压室面积越大,阻抗孔口面积越小,系统越稳定;当调压室设计面积超过稳定断面面积时,进一步增加调压室横截面积,对系统的稳定性并无多大改善,而当面积小于稳定断面面积时,系统的稳定域大幅度减小;阻抗孔口的尺寸会影响调压室的稳定断面面积,阻抗孔口尺寸越小,对应调压室所需的稳定断面面积越小。     

水击穿室系数的主要影响因素分析

针对水库调压室阀门引水系统,用特征线法计算分析了不同阻抗孔面积和引水隧洞面积情况下阀门端水击压力上升率和水击穿室系数的变化规律.通过对实例进行对比,说明阻抗式调压室不能完全反射水击波,阻抗孔面积和引水隧洞面积对水击压力、水击穿室系数影响较大,应加以考虑.     

连接管长度对调压井水位波动和水锤压力的影响

本文目的在于回答调压井连接管较长时，其内水体惯性对调压井水位波动和水锤压力有何影响，有多大影响，设计中能不能忽略。文中首先通过理论和解析方法研究了连接管影响的性质和规律；然后针对典型的水库——调压井——阀门引水系统，用特征线法计算，详细分析了不同连接管长度下调压井水位波动幅值、阀门端水锤压力上升率、水锤穿井率的变化规律；最后以某抽水蓄能电站为实例进行了对比计算。研究表明，连接管增长使调压井水位波动幅值减小，但幅度有限，通常可忽略；连接管使水 锤压力和穿井率增大，在实际工程可能的范围内其增幅有时较大，应加以考虑。     

Numerical study of flow fluctuation attenuation performance of a surge tank

The surge tank plays an important role in ensuring the stability of a water flow standard device. To study the influence of the structure and the working conditions on the regulator performance of a surge tank, a three-dimensional model, including a surge tank, the pipeline and the water tank is built, and the VOF model in the Fluent software is used to simulate the two-phase pulsatile flow in the surge tank. The inlet flow pulsation is defined by the User Defined Functions （UDF）, and the outlet flow is set to be a free jet. By calculating the flow fluctuation coefficient of the variation uader different flow conditions, the influences of the pulse frequency, the initial water level height and the baffle plate structure on the flow stability are analyzed. It is shown that the surge tank has a good attenuation effect on high-frequency pulsations, there is an optimal initial water level to suppress the fluctuations, the round holes of the baffle should ensure a certain circulation area with the bore diameter small enough to have the necessary damping effect.     

带连通阀的阻抗调压室水锤防护特性研究

在大流量输水工程中,水泵抽水断电后,管线往往会有较强的压力波动,易造成沿线水位压力较低。结合某大流量输水工程,建立了带连通阀的阻抗调压室数学模型,对比分析了简单调压室、阻抗调压室和带连通阀的阻抗调压室的水锤防护特性,验证了带连通阀的阻抗调压室的优越性,并研究了其连通阀关闭规律对调压室水锤防护特性的影响。研究表明：与简单调压室和阻抗调压室相比,带连通阀的阻抗调压室水锤防护效果更佳,可有效提高调压室最低水位和沿线最小压强,减小占地面积;水泵抽水运行断电后,连通阀须尽早关闭,且存在较优关闭速率。     

考虑连接管的调压室水头损失系数回归分析

为研究调压室结构参数与流态工况对局部水头损失系数的影响,在物理模型实测数据的基础上建立多元线性回归模型。得到了用于计算带连接管的尾水调压室水头损失系数的回归方程,并将回归分析结果与水工模型试验结果进行比较分析。研究表明：回归分析结果与水工模型试验结果吻合度高,相应回归方程能够在分流比、管径比及水流流态的交互作用下较好地反映出局部水头损失系数的变化规律,具有很强的工程适用性,可应用于调压室水力设计中水头损失系数的取值计算。     

组合式差动调压室差动孔敏感性分析

针对带有连接管、竖井和差动上室的组合式差动调压室,结合某长引水式电站工程实例进行仿真计算,研究差动孔流量系数组合对调压室工作性能及有压引水系统的影响。通过对调压室涌浪变化过程、机组转速升高率及蜗壳末端压力计算成果的分析,得出只有在合适的差动孔流量系数组合下,才能充分发挥上室和升管的作用,进而提高调压室的工作性能。其结论对进一步研究该组合式差动调压室水力过渡过程具有一定实际意义,对推进该型式调压室在实际工程中的应用具有积极作用。     

火电厂补给水系统气垫式调压室的数值模拟

火电厂补给水系统具有管道布置受地形影响起伏波折和管道长的特点，在断电停泵时管道上凸点容易产生负压。气垫式调压室是工程中消除管道负压的重要措施之一，文中研究了以气垫式调压室及水泵为边界的管道水力过渡过程，建立了数学模型，并对实际工程的补给水系统进行了计算，结果表明设置气垫式调压室后管道由于断电停泵而产生的负压完全消除，说明气垫式调压室解决火电厂补给水系统管道的负压问题效果显著。气垫式调压室在火电厂补给水系统中已得到成功应用。     

长引水隧洞水电站差动式调压井最不利工况研究

以我国西南某大型水电站引水调压井中用作升管的闸门井坍塌事故作为例子，通过计算分析，说明在这一类调压井的设计中，不能沿用单一的甩（或增）荷工况作为控制工况，应考虑连续增甩负荷可能会造成调压井内涌浪的不利叠加，此外还应考虑在各种不利工况叠加下升管与大井之间的水位差．     

水室与溢流相结合的新型调压井水力学计算研究

目前对水室与溢流相结合的新型调压井研究较少,水室和溢流相结合的新型调压井通过溢流堰溢流和水室补水,能有效降低调压井高度,因此有必要对水室和溢流相结合的新型调压井进行研究。水室和溢流相结合的新型调压井结构复杂,调压井水力学计算是该新型调压井研究的重要课题。以腊寨水电站水室与溢流相结合的新型调压井为例,通过水电站引水系统建立数学模型,完整地考虑了系统各环节非线性因素的影响以及上游水库、分叉管路、调压井、水轮机等边界条件,利用特征线方法进行管道水击计算,托马公式进行调压井稳定断面计算。结果表明:机组负荷突然发生变化时,机组转速随之变化,调压井水位上下波动不断衰减,最终水位稳定。机组转速、蜗壳和尾水管压力满足规范要求,达到了经济、安全、可靠的目的,机组的调节最大偏差小、时间短、振荡次数少,动态品质指标较好。调压井最低涌波水位高于调压井底板高程,最高涌波水位低于调压井顶高程,满足调压井不掺气和不漫顶的要求,因此调压井体型设计合理,水电站运行安全。     

气垫调压室与常规调压室双室引水系统的计算

建立了描述具有上游气垫式调压室的水电站双室引水发电系统过渡过程状态方程,介绍了其数值解法并编制了计算程序。结合某一实际工程计算了上下游调压室的水位波动、气压室的压力变化和高压管道的水击压力,并讨论了气压室的初始状态对调压室底部压力的影响。     

分流式调压室水力特性研究

结合佛子岭抽水蓄能电站的尾水调压室,通过数值模拟和水工模型试验相结合的方法对尾水调压室的分流比进行了计算和分析,得出了分流比与佛子岭水库坝前水位的关系.对调压室在发电和抽水各工况下的过流特性进行了观测和分析,得到了堰流系数与相对淹没度的变化关系.此外,详细观测和分析了调压室安全水深与电站抽水流量的关系,提出了确定调压室安全水深的具体方法.按照该方法确定调压室安全水深,将使调压室和水轮发电机组的运行更加安全.