水电站水力过渡过程计算工作量定量化探索

目前许多设计单位均将绩效评价作为考核员工工作成果、实行奖惩的主要依据.由于水电站水力过渡过程计算对不同的工程工作量差别很大,如果简单参考其他工程,就很难保证绩效考核的公平性、统一性.为了提高员工工作积极性、考核工作的易操作性,须对水力过渡过程计算这项工作的工作量进行量化.作者根据在水力过渡计算工作中的实际经验和体会,提...     

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。     

水力机械新技术的研究与应用

中国水利水电科学研究院水力机电研究所拥有三座具有国内领先水平的大型试验台，可从事水力机械能量特性试验、空化性能试验、飞逸特性试验、水压脉动特性试验、力特性试验、水流内特性试验、水泵-水轮机过渡过程特性试验等．近年来在承担三峡、二滩等国家重大工程的前期科研攻关任务的同时，结合市场需要，针对混流式水轮机、轴流与贯流式水轮机、离心泵、轴流泵、泥浆泵、贯流泵等研究开发了优秀水力模型．在模型试验技术、水力机械内部流动分析、抗磨防蚀技术、水力机械振动稳定性研究等方面，亦取得了具有重大学术价值的研究成果．     

深圳抽水蓄能电站水力过渡过程分析

该文通过介绍深圳抽水蓄能电站水力过渡过程的计算情况,总结抽水蓄能电站水力过渡过程的计算经验,可为同类工程提供借鉴。     

基于等熵原则的抽蓄电站过渡过程压力数据分析

水力机械过渡过程试验是调节保证计算模型验证的有效途径。长期以来,过渡过程压力数据处理由于缺乏相关标准的指导,测试结果与调节保证模型计算之间往往存在显著偏差。针对这一问题,本文引入排列熵和经验模态分解方法对数据进行处理,建立了压力数据处理的等熵准则:首先对实测压力进行经验模态分解,获得各阶本征模态函数;其次按熵增过程,由高阶向低阶逐步合成,直至获得与调节保证计算结果具有一致排列熵的试验数据;最后采用等熵数据进行调节保证计算模型验证。案列研究表明:结合经验模态分解方法的等熵准则可以有效获得水力机械过渡过程中压力数据的趋势项,实现调节保证计算模型的评估。     

泄水建筑物若干体型初生空化数的合理取值

 在泄水建筑物高速水流防空蚀水力设计中，通常用水流空化数与初生空化数对比，判别该部位(或体型)是否发生空化。关于体型的初生空化数，一般应通过减压试验确定，而在初步设计优选体型过程中，通常就需知其初生空化数。在前人研究成果基础上，通过综合分析，提出若干体型初生空化数，可供当工程不具备进 行减压试验情况下，设计和科研人员参考。     

感潮河段水力模型试验

以一个实际工程为例,简要介绍了河道在径流和潮汐双重作用下水力模型的设计、制作过程,并结合先进的仪器设备达到了理想的试验效果。该模型可用于水力模型的设计参考。     

立式轴流泵及装置研制

“立式轴流泵及装置研制”是“十五”国家重大技术装备研制计划项目《南水北调工程成套设备研制》中的专题。该成果紧密结合南水北调东线泵站工程建设,在水力模型、流道优化、原模型性能转换和过渡特性等方面进行了系列研究。本究成果已在南水北调东线一期工程的泵站建设中应用,取得了显著的经济、社会效益,达到了国内领先水平。1.研制开发了3组高性能的低扬程水力模型采用多目标优化方法,集成应用CAD与CFD技术,提出等扬程、加大流量的方法来.确定轴流泵水力模型的设计参数。提出水力模型针对性设计的四步骤:叶轮初步设计→三维紊流CFD…     

含气垫调压室的水电站输水系统小波动稳定分析初探

对气垫式调压室的电站输水系统的水力-机械微小波动稳定问题进行了初步分析，讨论了调速器参数、气体多变指数、气室高度、气室压力、运行水头对稳定性的影响，为气垫调压室的合理设计、安全运行提供了科学依据。     

水力系统模型对水电站过渡过程影响研究

根据有压管道的非恒定流方程建立了压力管道出流和人流两个断面的流量-水头压力的传递函数矩阵，推出了有压引水系统的弹性水击方程和刚性水击方程，同时还导出了水轮机的线性模型和非线性模型。基于压力管道和水轮机的模型建立了水力系统模型，该模型可以用于研究水力系统之间水力量的关系及对电站过渡过程的影响。最后对水电站几种过渡过程进行了仿真，比较了水力系统模型对过渡过程的影响，并对结果进行了分析。     

排水系统入海口新型消能工

通过实体模型试验研究了某排水系统入海口水工建筑物的水力性能,设计提出一种新型的墩栅涡流室消能工。该新型消能工的水力特点是:流出排水隧洞的高速水流大部分通过进口墩栅空隙流入涡流室,小部分在进口墩栅前发生水跃后扎入涡流室中产生强烈的顺时针漩涡,通过水跃、墩栅的阻力和涡流室漩涡的共同作用消能,并将来流的动能转换为势能,之后,涡流室中的大部分水流在重力作用下通过出口墩栅空隙流向下游,其余水流从墩栅顶部溢流。这种新型的墩栅涡流室不仅消能效果良好而且出流均匀,并容许各种杂物如石块、泥沙等自由通过,避免涡流室中发生严重的淤积。     

3-D simulation of transient flow patterns in a corridor-shaped air-cushion surge chamber based on computational fluid dynamics

The 3-D characteristics of the water-air flow patterns in a corridor-shaped air-cushion surge chamber during hydraulic transients need to be considered in the shape optimization. To verify the reliability of the water-air two-phase model, namely, the volume of fluid model, the process of charging water into a closed air chamber is successfully simulated. Using the model, the 3-D flow characteristics under the load rejection and acceptance conditions within the air-cushion surge chamber of a specific hydropower station are studied. The free surface waves, the flow patterns, and the pressure changes during the surge wave process are analyzed in detail. The longitudinal flow of water in the long corridor-shaped surge chamber is similar to the open channel flow with respect to the wave propagation, reflection and superposition characteristics. The lumped parameters of the 3-D numerical simulation agree with the results of a 1-D calculation of hydraulic transients in the whole water conveying system, which validates the 3-D method. The 3-D flow structures obtained can be applied to the shape optimization of the chamber.     

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.     

超长有压引水隧洞的水体振荡特性研究

为研究超长有压引水隧洞的水力特性过程,以吉林省中部城市引松供水工程为基础,通过理论分析和变态模型试验的数据比较,验证了变态模型模拟的真实性,并且认识了超长有压引水隧洞的波动周期长、衰减慢等水体振荡特性。     

侧墙掺气坎水力特性的数值模拟

采用数值模拟的方法,研究了侧墙掺气坎的水力特性。与试验结果对比分析表明,用紊流数学模型来模拟泄水道反弧末端侧墙掺气坎的水力特性是可行的。数值模拟表明,不论是跌坎上游侧墙贴角,还是跌坎下游侧墙突扩,当侧墙掺气坎尺寸较大时,均会出现反弧末端过坎射流落水点下游两侧水翅串顶的不利流态。其控制条件为底空腔和侧空腔的相对长度,当侧空腔长度大于底空腔长度时,较长的侧空腔就为跌落至底板的紊动水流提供了流动通道,会出现不利流态,反之,当侧空腔长度较小时,能形成较好的流态。过坎水流落水点下游的流态对跌坎上游侧墙贴角尺寸较为敏感,相对而言,对跌坎下游侧墙突扩尺寸就不那么敏感。数值模拟也证实,采用尺寸较小的侧墙掺气坎,形成较小的侧空腔,能满足进行侧掺气的同时具有较好的流场水力特性。     

升船机承船厢水动力特性试验研究

对卧倒门在不同工作试上承船厢内的水动力特性及船舶停泊条件进行了物理模型试验，介绍了卧倒门启闭过程中承船厢内的水力特性和动力特性。运用回归分析法，得出了承船厢内水面最大升降值和船舶停泊条件的经验计算式。     

锦屏二级水电站引水系统水力学问题研究与设计优化

建立完整的锦屏二级水电站水力过渡过程计算数学模型,结合引水系统整体物理模型试验,优化引水发电系统总体布置.论证了取消大尺寸的尾水调压室是合适的,合理选择了带有上室的上游阻抗式调压室的断面积,确定了上室底板高程和调压室底板承受的最大设计压力,讨论了锦屏二级水电站采用差动式和其它型式调压井的优缺点,讨论了引水系统水力计算和模型试验误差的影响因素,提高了工程设计人员参与科学研究的水平,节省了工程投资.     

三峡永久船闸启闭机液压系统调试及故障处理

人字门液压系统按启闭机有杆腔、无杆腔系统压力值1.5倍进行压力试验,压力试验完成后对液压系统进行压力调整.在单机单闸首调试及无水调试过程中行程开关报警故障多次重复出现,人字门行程开关由机械式XCK-J116H29改为德国P+F公司的NBB15-30CM60-A2型感应开关后,未出现故障报警而且可以补偿人字门温差变形的影响.     

两种新型调压室的设计及试验论证

调压室是保证水力发电运行稳定性及供电质量的常用解决方案。以差动式及阻抗式调压室为对比对象,设计了瓣膜隔离强冲击式及涌波发电掺气耗能式两种水能自耗式调压室,侧重优化了传统调压室的消能方式,一方面通过减小调压室水位波动振幅而降低其工程造价,另一方面通过加速调压室水位波动衰减而更好地保证水电站的供电质量。通过一系列的模型试验对两种调压室的技术可行性进行了论证。结果表明：瓣膜隔离强冲击式调压室在技术上可行,各方面性能较好,可像差动式调压室一样适用于中高水头的水电站;涌波发电掺气耗能式调压室在控制涌波高度及波动衰减时长上有一定的效果,可作为传统阻抗式调压室的技术改进方案。     

气垫式调压室的模型相似律

本文探讨了气垫式调压室的模型相似律，提出可以采用等效的变截面开敞式调压室替代气垫式调压室按常规方法进行模型测试，给出了等效调压室截面的计算公式及量测结果的换算方法.