不同含沙量不同流速下水轮机磨蚀性能研究

为了更加科学地防治和减轻水轮机泥沙磨蚀危害,对其磨蚀特性进行了研究.采用黄河原型沙配制含沙水流,对1Cr18 Ni9Ti、ZGOCr16Ni5Mo材质的水轮机过流部件进行磨蚀试验.结果表明:当含沙量相同时,过流部件材料的磨蚀失重量随着流速的增大而增大;当流速相同时,磨蚀失重量随着流体含沙量的增大而增大;在试验含沙量10～100 kg/m3范围内,过流部件材料的磨蚀失重率随流速的增大而增大,磨蚀失重率与流速呈幂函数关系.     

龚嘴水电站泄洪排沙底孔磨损研究

在前人研究的基础上,从含沙水流的冲磨原理出发,分析了在含沙水流中空蚀与磨损的联合作用,以及掺气对磨损和空蚀的影响.根据不同材料在龚嘴泄洪排沙底孔的使用情况,分析了龚嘴泄洪排沙底孔的磨损特性,认为它的磨损属于悬移质磨损.但其磨损特性与黄河泥沙的微切削磨损特性有很大的不同,而是以稀疏粗颗粒的撞击疲劳磨损为主,且很可能掺混有空蚀破坏,空蚀与泥沙磨损相互促进,加剧了磨蚀的程度.     

水泥砂浆新型涂层磨蚀性能试验研究

为研究泥沙特性与磨蚀角度对有、无新型涂层水泥砂浆材料磨蚀的影响及机理,采用超声振动空化装置配合自主研发的泥沙搅拌装置作为水泥砂浆的磨蚀设备,对新型涂层材料进行了磨蚀性能试验,对比分析了相同磨蚀条件下有、无涂层的磨蚀量大小,并探讨了各自的磨蚀机理。研究表明:超声振动空化装置是一种较好的快速模拟磨蚀的试验方法;泥沙特性与磨蚀角度对水泥砂浆材料磨蚀有较大的影响,随泥沙粒径与含沙量的增大,水泥砂浆磨蚀量增大,当水流含沙量逐渐增大并超过100 kg/m3时,水泥砂浆磨蚀量增加趋势变缓;水泥砂浆材料呈现典型的脆性材料的磨蚀特征,当磨蚀角度小于60°时,涂层材料磨蚀量增加速率趋缓,超过60°后增加速率较大。该涂层对水泥砂浆在小粒径、低含沙量以及小角度的挟沙水流中磨蚀防护效果较好。     

小浪底水利枢纽工程预防泥沙淤堵和磨蚀的工程措施

介绍小浪底水利枢纽在工程建设上预防泥沙淤堵和泄洪流道与水轮机预防高速含沙水流磨蚀所采取的工程措施.其中,预防泥沙淤堵采取的工程措施主要有:进水口集中布置,泄洪洞增加事故闸门,充水平压装置采用旁通管道充水,增加高压冲沙装置,在发电尾水洞出口布置防淤闸,机组技术供水在汛期采用地下清水供水;水轮机采取涂敷防护材料预防高速含沙水流的磨蚀.     

小浪底工程2018年高含沙水流泄洪排沙运用实践

小浪底工程2018年度进行了低水位、大流量、高含沙量泄洪排沙运用,库区泥沙淤积三角洲顶点向坝前推移了8.65 km,顶点高程降低了8.49 m,排沙比达238%,减少了库区泥沙淤积、调整淤积形态。同时在泄洪排沙运用中,出现了泥沙淤积造成闸门启闭困难、高含沙水流对闸门及流道磨蚀严重、泥沙在线监测设施不足、发电运行方式调整等问题。针对低水位高含沙水流泄洪排沙运用,需进一步完善泥沙监测应急预案,提高泥沙淤积的预测预判能力;进一步优化孔洞运用方式,完善闸门操作规程,减少高含沙水流对闸门淤堵及磨蚀的影响;开展高含沙水流相关问题的研究,加强设施设备维护保养力度,确保枢纽安全稳定运行;小浪底水库进入拦沙后期第一阶段,水库排沙比增加,水库坝前淤积增加,需进一步加强小浪底水库高含沙水流运动研究,分析水库泄洪建筑物排沙机理,为水库安全生产提供技术支持。     

水流含沙量和流速对水轮机磨蚀性能的影响

水流含沙量和流速是影响水轮机磨蚀性能的非常重要的两大因素,其影响规律对水轮机磨蚀的防治有很重要的理论意义和参考价值.采用黄河原型沙,通过试验研究不同泥沙含量和不同水流流速条件下水轮机材料的磨蚀外貌、磨蚀失重量和磨蚀失重率.通过对试验结果进行定性和定量分析,得到水轮机磨蚀与水流含沙量、磨蚀与水流流速之间的关系,并得到数学回归式,找出水轮机磨蚀的基本规律,为多泥沙河流水轮机的参数选择与磨蚀防治提供了依据.     

中小型混流式水轮机的磨蚀与治理

混流式水轮机在含沙水流中运行时，常遭受泥沙磨损和气蚀的破坏。近年来在一些中小型水电站对混流式水轮机的易磨蚀部件进行了修复、修型、改型等抗磨蚀方面的实践。通过综合治理，使水轮机出力增加，抗磨蚀性能提高。     

高含沙对水轮机组的危害及对策

混流式水轮机在高含沙水流中运行时，常遭受泥沙磨损和磨蚀的破坏。本文主要介绍作者在魏家堡水电站对混流式水轮机的易磨蚀部件进行修复、修型、改型等抗磨蚀措施方面的实践情况。通过综合治理，提高抗磨蚀性能。     

黄河多沙粗沙区高含沙水流发生频率的空间分异及其与侵蚀产沙的关系

通过对黄土高原多沙粗沙区高含沙水流发生频率的空间分异的分析,表明自北而南,高含沙水流发生频率呈现先减小后增大的趋势,这种变化趋势同时受到降雨集中度、泥沙来源以及站点控制面积等因素的影响.在研究区域内,高含沙水流发生的频率随降雨集中度的增大而减小;随流域内风沙区所占面积的增大而减小,随流域内黄土区所占面积的增大而增大;在下垫面一致的黄土区,高含沙水流的发生频率随站点面积的增大先增大后减小.以佳芦河为界,比较分析了佳芦河以北和以南(包括佳芦河)两区域产沙模数与高含沙水流发生频率的关系.结果表明这两个区域产沙模数都随高含沙水流发生频率的增大而增大,但发生相同频率的高含沙水流时,北部区域对应的产沙模数要明显高于南部区域.这种差异同时受到区域泥沙来源及流量差异的影响.     

水工高性能耐磨蚀混凝土的研究及探讨

本文对水工混凝土构筑物磨蚀破坏的原理进行了分析,根据咸阳亭口水库泄洪排沙洞的设计参数,依据DL/T 5207-2005《水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范》,设计一种高性能抗磨蚀混凝土。与高强混凝土、硅粉混凝土、高强粉煤灰混凝土相比,具有极其优异的抗冲耐磨性能,可用于抵抗水流冲刷、泥沙磨损和高速水流空蚀破坏,作为水工抗冲耐磨护面材料和耐磨修补材料使用。     

MECHANISM AND PREDICTION OF MATERIAL ABRASION IN HIGH-VELOCITY SEDIMENT-LADEN FLOW

1. INTRODUCTION There are many heavily sediment-laden rivers in China, where the silt abrasion of hydraulic projects caused by high-velocity sediment-laden flow is severe. Prediction of the silt abrasion damage at the concrete surface in heavily sediment-laden rivers is one of the important problems to be solved in water conservancy and hydropower engineering. It is necessary to study the mechanism and prediction of material abrasion. In recent years, many researchers have focused their a…     

Abrasion test of flexible protective materials on hydraulic structures简

In this study, several kinds of flexible protective materials sprayed with polyurea elastomers （hereinafter referred to as polyurea elastomer protective material） were adopted to meet the abrasion resistance requirement of hydraulic structures, and their abrasion resistances against the water flow with suspended load or bed load were studied systematically through tests. Natural basalt stones were adopted as the abrasive for simulation of the abrasion effect of the water flow with bed load, and test results indicate that the basalt stone is suitable for use in the abrasion resistance test of the flexible protective material. The wear process of the polyurea elastomer protective material is stable, and the wear loss is linear with the time of abrasion. If the wear thickness is regarded as the abrasion resistance evaluation factor, the abrasion resistance of the 351 pure polyurea is about twice those of pure polyurea with a high level of hardness and aliphatic polyurea, and over five times that of high-performance abrasion-resistant concrete under the abrasion of the water flow with suspended load. It is also about 50 times that of high-performance abrasion-resistant concrete under the abrasion of the water flow with bed load. Overall, the abrasion resistance of pure polyurea presented a decreasing trend with increasing hardness. Pure polyurea with a Shore hardness of D30 has the best abrasion resistance, which is 60 to 70 times that of high-performance abrasion-resistant concrete under the abrasion of the water flow with bed load, and has been recommended, among the five kinds of pure polyurea materials with different hardness, in anti-abrasion protection of hydraulic structures.     

官地水电站大坝溢流表面聚脲抗冲耐磨弹性体涂层施工工艺试验研究

高速含沙水流对水工混凝土建筑物过流面形成强大的冲刷磨损、空蚀作用,是水工泄流建筑物如溢流坝、泄洪洞(槽)、泄水闸等常见的病害,因此历来备受重视。文章就新一代高性能聚脲抗冲磨弹性体材料对水工泄流建筑物的抗裂性、抗冲磨能力和快速易施工性,以及适合复杂环境下的施工工艺,结合现场试验进行了探讨,对于当前及今后兴建高水头水工泄洪建筑物表面抗冲刷层和耐磨蚀层防护具有重大意义。     

头屯河水库放水涵洞底板抗冲磨加固方案及施工技术

头屯河水库放水涵洞由于泄流排沙造成明流段底板磨损非常严重,在抗冲磨加固中采用一级配C40F200W8钢筋混凝土,混凝土表面铺装球墨铸铁块作为抗冲磨保护层。实践证明,该施工技术的应用对放水涵洞底板的抗冲磨起到了良好效果,为类似水工建筑物的抗冲磨加固提供了参考。     

界面性能对混凝土磨蚀的影响

本文应用复合材料理论,根据砂浆的抗磨蚀能力、骨料的尺寸和含量、以及沙浆与骨料的界面性能,提出了悬移质泥沙条件下混凝土磨蚀的本构模型。由计算分析得到的结论与试验结果一致。     

水工抗冲磨混凝土原材料选用分析

文中介绍了水工混凝土的冲磨破坏机理及研究现状,结合张峰水库抗冲磨混凝土配合比试验对抗冲磨混凝土的原材料选用进行分析,通过原材料优选研制出了经济合理满足设计要求的抗冲磨混凝土。     

PVA纤维对水工混凝土抗冲磨性的影响试验研究

为解决水工建筑物面临的冲蚀问题,试验研究了在不同养护龄期下,不同体积掺量PVA纤维对混凝土强度、抗冲磨性能的影响,并对纤维混凝土的微观形貌进行了分析。研究结果表明,同基准组混凝土相比,当PVA纤维体积掺量为0.2%时,纤维混凝土的抗压强度提升了20.8%,劈裂抗拉强度提升了33.2%,抗冲磨强度提升了108.4%,磨损深度下降了34.2%,质量磨损率下降了3.9%。PVA纤维混凝土微观形貌的分析结果显示,当PVA纤维体积掺量为0.2%时,纤维在混凝土基体内分散性良好且呈乱向分布。结合SEM分析结果得知,在混凝土中掺入适量PVA纤维,可以显著提升水工混凝土的强度和抗冲磨性。     

黄金峡泵站水泵母材泥沙磨损试验研究

水泵的泥沙磨损问题是泵站运行管理过程中需要重点考虑的问题之一,在含沙水流冲刷作用下,水泵过流部件易产生明显磨损,从而缩短水泵的使用寿命,降低泵站的运行效率。以引汉济渭工程黄金峡水利枢纽为例,通过在水力机械磨蚀测试系统——旋转圆盘循环工位上进行泥沙磨损试验,探究磨损部件不同备选材料的泥沙磨损特性,结果表明:材料磨损深度随测点半径的增大而增大,泥沙中值粒径的大小对磨损的影响显著,磨损深度随泥沙中值粒径增大而增大。同时根据试验结果,构建了材料磨损率关系式,估算了备选材料的磨损量,比选出了合适的水泵母材。最终,基于研究成果提出了减小水泵泥沙磨损的措施建议,对减缓水泵磨损,降低泵站后期运行和维护费用具有重要意义。     

高速水流冲刷仪的研制和混凝土冲磨机理的研究

新冲刷仪能够模拟高速水流对混凝土的冲磨情况。本文介绍了新研制的高速水流冲刷仪的设计、组成和修改调试，并使用其进行了高速含砂水流对混凝土的冲磨试验，研究了不同配比混凝土在高速水流条件下的抗冲磨性能和规律。通过试验得出，水流速度越高，水流对混凝土的冲磨效果越明显；骨料的硬度和耐磨性对混凝土的抗冲磨性能起明显的作用，其中铁矿石骨料好于花岗岩骨料，花岗岩骨料好于石灰岩骨料。试验还证明，新冲刷仪能够有效地对不同强度等级以及不同骨料的高强抗冲磨混凝土的抗冲磨性能作出比较。