DFT型水轮机调速器机械液压随动系统技术研究

 传统的中小型机械液压水轮机调速器液压随动系统机械杆系多，油、管路复杂，成本及整机故障率高。针对这些不足，采用丝杆机构取代传统杆系，用控制滑阀取代主配压阀，减少传递环节，使系统结构更加简单合理。改进后系统转速死区ix≤0.08%，静态特性曲线线性度误差ε＜5%；随动系统不准确度ia＜1.5%；自动空载3 min转速摆动相对值Δx≤±0.25%，接力器不动时间Tq＜0.2 s，甩100%负荷，过渡过程超过3%额定转速的波峰N＜2，调节时间T＜40 s，且系统操作简单，维护、保养方便，运行寿命延长，可靠度提高。     

低堰水力特性和堰型选择

根据大量的试验研究成果，从实用角度对目前应用较普遍的WES实用低堰的水力特性和堰型选择问题进行了一定的分析和总结。且对机翼型堰、驼峰堰等其它低堰作了简要介绍，可供从事堰坝水力学研究及工程设计人员借鉴和参考。     

WES型复合堰型划分及泄流能力研究

WES型复合堰是由WES堰的堰顶增加一平段衍变而成。通过改变堰顶厚度以及上游堰高形成一系列不同体型的WES型复合堰,由过堰水流流态和流量系数的变化规律,探讨了将WES型复合堰划分为WES型复合实用堰与WES型复合宽顶堰,及将WES型复合实用堰划分为高堰与低堰的划分标准,并在高、低堰的划分标准中考虑了堰顶厚度的影响。此外,按堰型分类给出了设计水位下流量系数的拟合公式,为进一步研究奠定了基础。     

Ⅱ型折线型实用堰流量系数计算方法

Ⅱ型折线型实用堰广泛应用于中小型水利工程中,但不同水头和堰高比值下、不同堰体形式下的流量系数尚未有全面准确的确定方案。针对工程中常用的上、下游坡度为0.5~3.0的堰体,通过室内水工模型试验,对相对堰高H/P₁值在0.2~0.5、相对堰顶厚度δ/H值在1.0~2.5情况下的Ⅱ型折线型实用堰的流量系数进行了测定;并利用相关性分析、线性回归方法,整理推导出一套简单实用的Ⅱ型折线型实用堰流量系数计算方法。该方法可为工程设计提供参考。     

多孔曲线形实用堰的试验研究

本文根据９孔８×１０．２ｍ＾２克－奥型溢流堰正态模型比尺λＬ＝１００的整体和断面模型试验及对应的ＷＥＳ型实用堰断面模型试验，采用坝高为３０及３７ｍ，相应设计水头为９．７及１０．０ｍ，并变换４种闸墩形状，进行了中３孔，边１孔半及边１孔，边半孔和不同开度系列试验研究，对有闸墩的克－奥堰及相应的ＷＥＳ堰的流量系数，溢流堰顶平板升卧闸门的流量系数及半圆等４种墩型的侧收缩系数提出了一些新见解及实用计算曲线图     

荣桓水电站曲线型低堰水力计算的体会

在水利水电工程建设中，低堰堰型通常采用宽顶堰（有坎或无坎）和实用堰（折线型或曲线型）两种。一般来讲，宽顶堰自由泄流的范围较大，泄流能力较稳定，能在较小落差情况下宣泄较大的流量，只有当下游水位高出堰顶的水深hs与堰上水头Ho的比值hs／Ho≥0．8时，才开始变为淹没出流。实用堰的流星系数较宽顶堰为大，但其泄流能力受下游水位变化的影响也较大，一般当hs／H。一0．3时，便开始变为俺没出流，当hs／H。20．6时影响更为显著，过水能力很快降低。故有关文献指出，在坛的上、下游水位差较小，且过堰水流淹没度较大的情况下，采用…     

湾头水利枢纽工程闸坝堰型比选设计

结合湾头水利枢纽工程的特点 ,从库区淹没、水力条件、枢纽布置及工程投资等方面论述了闸坝堰型的比选设计 ,分析了宽顶堰和低实用堰各自的主要利弊 ,提出了堰型比选设计的总体思路和基本原则。     

溢流堰过堰流动的数值计算

工程上溢流堰的过流能力以及堰面压强分布多采用水工模型试验方法确定。利用三维的流动数学模型，κ-ε模型封闭紊流，流体体积分数法(VOF)追踪自由表面，对一座WES实用堰和一座宽顶堰的过堰水流进行了数值模拟。模拟计算结果与物理模型试验结果对比表明，WES实用堰的流量系数计算值为0．4953，其实验值为0．4842，二者仅相差2％左右，计算的堰面压力与实验值吻合较好；计算的宽顶堰流量系数也与实验值非常一致。数值模拟方法是可行的。     

曲线型实用堰上弧形闸门的流量系数

通过曲线拟合的方法，重新得到了曲线型实用堰上弧形闸门的流量系数的计算公式，与现有公式比较，其计算简单，而且精度高，更适合在水力计算中使用。     

从多角度对WES实用堰泄洪能力的深入分析

以工程实例说明了WES实用堰综合流量系数的变化趋势和取值范围,通过对模型试验值、复核计算值和实测洪水情况的分析,证明了双滩水电站泄洪能力计算中的较大误差,高水位下综合流量系数的取值偏大,导致工程在已建情况下泄流能力和安全超高不能满足规范要求。着重介绍了此类堰型综合流量系数的取值方法及对双滩水电站WES实用堰综合流量系数的分析,对以后类似工程的设计有一定的参考作用。     

低实用堰水力特性及其对工程的影响

通过物理模型试验和数学模型相结合的手段,对比分析了某低水头水利枢纽在运行中 WES 堰和改进后折线型实用堰的行洪能力和过沙能力。结果表明：2种堰型均能满足规范中平原地区的行洪能力要求,而 WES 堰的行洪能力略优于改进后折线型实用堰,但改进后折线型实用堰的堰面紊动强度较大、范围较广,能有效增强水流挟沙能力,易使泥沙起动,一定程度上能避免堰面泥沙淤积问题,从而保证检修闸门正常工作,保障枢纽安全运行。综合对比分析,推荐采用改进后折线型实用堰。     

对迷宫堰的研究

迷宫堰是岸边无闸溢洪道进口采用的堰型之一。其堰顶轴线在平面上形成首尾相接的三角形、梯形或矩形,状似迷宫,故称为迷宫堰,也有人称为锯齿堰。迷宫堰最主要的特点是在不增加泄水建筑物所占河谷宽度的情况下,泄流能力数倍于直线堰,有利于工程布置。无论对于改建还是新建工程,在满足同一前提条件下,用迷宫堰比用其它堰型更为经济。本文详细的介绍了迷宫堰的分类、基本参数、过水流态、影响水力特性的因素及现有研究成果和存在的问题。     

迷宫堰在仕源水库加固中的应用

迷宫堰是在平面上按齿状折线形布设的薄壁堰,它的溢流前沿宽度比直线形堰长几倍,在较低水头时具有较大的过流能力,适宜于溢流宽度受限而需加大下泄能力的溢洪道改造工程.仕源水库原溢洪道为有闸宽顶堰控制,对于小型水库,给管理带来了极大的不便,现将其改建为无闸控制迷宫堰,在经济、高效、便于管理等方面取得显著效果.     

低水头折线型实用堰泥沙淤积影响研究

采用物理模型试验和数学模型计算相结合的方法,研究了上游堰高对折线型实用堰堰面泥沙淤积的影响。结果表明:上游堰高为3 m时,由于上游堰高值较大,且堰顶高程未高于上游河床高程,堰面检修门槽处的底流速和紊动能较大,泥沙不易淤积停留,对检修闸门正常启闭的影响较小。试验结果对类似工程设计具有一定的参考价值。     

驼峰堰在三原西郊水库溢洪道中的应用

驼峰堰是一种堰高很小的复合圆曲线剖面低堰，设计与施工简单，适用于软弱地基条件，其整体稳定性及剖面应力均较好，优点是可获得较大的流量系数，从而提高泄流能力，减少投资。三原西郊水库溢洪道的设计在这方面作了尝试，取得了满意的效果。     

Experimental and numerical analysis of flow over a rectangular full-width sharp-crested weir

Weirs are a type of hydraulic structure, used for water level adjustment, flow measurement, and diversion of water in irrigation systems. In this study, experiments were conducted on sharp-crested weirs under free-flow conditions and an optimization method was used to determine the best form of the discharge coefficient equation based on the coefficient of determination(R~2) and root mean square error(RMSE). The ability of the numerical method to simulate the flow over the weir was also investigated using Fluent software. Results showed that, with an increase of the ratio of the head over the weir crest to the weir height(h/P), the discharge coefficient decreased nonlinearly and reached a constant value of 0.7 for h/P 0.6. The best form of the discharge coefficient equation predicted the discharge coefficient well and percent errors were within a ±5%error limit. Numerical results of the discharge coefficient showed strong agreement with the experimental data. Variation of the discharge coefficient with Reynolds numbers showed that the discharge coefficient reached a constant value of 0.7 when h/P 0.6 and Re 20000.     

不同上下游倒悬比琴键堰泄流特性试验研究

琴键堰是一种新型的迷宫堰,具有超强的泄流能力,受地形限制影响小等特点,被认为是目前解决水库泄流能力不足的有效方案之一。为了弄清楚琴键堰关键体型参数之一——上下游倒悬比(B_o/B_i)对其泄流能力的影响规律,在长16 m、宽0.5 m、深0.75 m的矩形钢化玻璃水槽中建立了三种不同上下游倒悬比的琴键堰模型并分别进行了19种不同流量工况下的过流试验,得到了对应工况时水面线的高清实拍照片和琴键堰的上下游水位等信息。结果表明:不同上下游倒悬比的琴键堰模型上的自由表面均呈现有随流量增大而由水平到弯曲再到大斜率倾斜的变化过程。对于B_o/B_i大于1的琴键堰模型,B_o/B_i越大,琴键堰的超泄比越大且泄流能力也越强。当B_o/B_i为2.5时,其泄流量最大比B_o/B_i=1时提高约16%。另外,通过量纲分析的方法,进一步拟合了含多参数、高精度的琴键堰泄流系数公式。     

Z形薄壁堰过流能力试验

鉴于Z形堰的水流特性及过流能力尚未见到相关报道,为研究Z形堰的过流能力,采用概化水工模型,进行了6个堰型方案、12组流量的水工模型试验。结果表明,Z形堰的过流能力大于直线堰,且Z形堰的展宽比越大,流量扩大倍数越大;Z形堰的流量计算可采用通用的堰流公式,其综合流量系数与堰上水深、堰高、展长、前堰宽、后堰宽等因素有关,展宽比、前后堰宽比越大,流量系数越大;堰上水深与堰高之比越大,流量系数越小。利用试验数据给出了考虑堰上水深与堰高之比、展宽比、前后堰宽比等因素的Z形堰流量系数估算公式。