水泵水轮机泵工况旋转失速压力脉动特性及转动机理

水泵水轮机在泵工况部分负荷下运行,叶道内易发生旋转失速,可诱发剧烈的低频压力脉动,严重影响水电站的安全稳定运行。本文采用尺度自适应(SST-SAS)湍流模型对某模型水泵水轮机泵工况进行全流道非定常数值模拟,得到不同工况点下旋转失速引起的压力脉动特性及失速涡团的周向转动机理。结果显示,在40%~80%设计流量下运行时,导叶区发生旋转失速,失速涡团的转动频率为叶轮转频的3.3%~8.1%。旋转失速发展强度越剧烈,转动越慢。旋转失速周向转动的机理是:失速与非失速相邻导叶流道内存在较大压力梯度,在其作用下,失速流道内流体从活动导叶与固定导叶之间通道流向非失速流道,加剧非失速流道内流动分离。被阻碍的水流与无叶区主流叠加流向下一流道,并在活动导叶吸力面进口前缘产生局部低压,导致当前非失速活动导叶流道在进口与出口之间的逆压梯度增强,使流体反向流动,流道产生失速。     

利用高精度浸没边界-格子Boltzmann流固耦合格式模拟2维刚体自由沉降运动

自由刚体的流固耦合问题是计算流体动力学领域的热点问题,也是实际工程应用中的常见问题。为了推广最新提出的基于迭代力项的浸没边界-格子Boltzmann(immersed boundary-lattice Boltzmann, IB-LB)耦合格式使之能够计算自由刚体的流固耦合问题,首先在原控制方程中添加自由刚体的运动方程组,然后利用IB-LB耦合格式离散并数值求解该数学模型。以两小球在水箱中的自由沉降运动为例,比较了本方法与其他流固耦合算法的计算结果。最后模拟了富有挑战性的矩形平板在水箱中飘动的过程,捕捉到了与实验数据相吻合的刚体运动轨迹和流态结构,通过对比本法和现有同类算法的单步平均耗时与平板平均速度,证明了推广后算法在计算复杂流固耦合问题上有较高的计算效率和精度。     

水泵水轮机泵工况压力脉动和转轮受力特性

为研究水泵水轮机在泵工况下的内部流态变化对压力脉动和转轮叶片受力的影响,采用 SAS－SST 湍流模型对某一模型水泵水轮机的多个非设计工况进行非定常数值模拟,分析了水轮机 内部流态对导叶与转轮之间无叶区、尾水管内的压力脉动和转轮叶片径向受力的影响。结果表明: 在流量为 40% ～80%设计流量时,导叶区内产生旋转失速,转失速涡团初生于固定导叶进口,并随着流量的降低向活动导叶进口发展,且覆盖区域逐渐增大。旋转失速使压力和过流沿周向不均匀分布, 导致压力脉动和转轮径向受力波动大幅上升。在40%设计流量时,失速涡团发展最为充分,无叶区 压力脉动和转轮受力波动的低频分量幅值最高。旋转失速产生的低频脉动可向尾水管传播,形成的低 频压力脉动幅值约为无叶区低频脉动幅值的10%。当流量低于 40%设计流量时,导叶区旋转失速消失,复杂的涡结构形成的压力脉动低频成分没有周期性。此外,转轮进口的流动分离使尾水管内产生复杂的回流涡结构,导致尾水管内形成频谱丰富的压力脉动; 流量降低使转轮进口回流涡结构的湍动 能增加,导致尾水管内压力脉动幅值大幅上升。小流量工况下,转轮进口的涡结构演变是转轮径向力波动的主要影响因素。     

水泵水轮机泵工况压力脉动和转轮受力特性

为研究水泵水轮机在泵工况下的内部流态变化对压力脉动和转轮叶片受力的影响,采用SAS-SST湍流模型对某一模型水泵水轮机的多个非设计工况进行非定常数值模拟,分析了水轮机内部流态对导叶与转轮之间无叶区、尾水管内的压力脉动和转轮叶片径向受力的影响。结果表明:在流量为40%～80%设计流量时,导叶区内产生旋转失速,转失速涡团初生于固定导叶进口,并随着流量的降低向活动导叶进口发展,且覆盖区域逐渐增大。旋转失速使压力和过流沿周向不均匀分布,导致压力脉动和转轮径向受力波动大幅上升。在40%设计流量时,失速涡团发展最为充分,无叶区压力脉动和转轮受力波动的低频分量幅值最高。旋转失速产生的低频脉动可向尾水管传播,形成的低频压力脉动幅值约为无叶区低频脉动幅值的10%。当流量低于40%设计流量时,导叶区旋转失速消失,复杂的涡结构形成的压力脉动低频成分没有周期性。此外,转轮进口的流动分离使尾水管内产生复杂的回流涡结构,导致尾水管内形成频谱丰富的压力脉动;流量降低使转轮进口回流涡结构的湍动能增加,导致尾水管内压力脉动幅值大幅上升。小流量工况下,转轮进口的涡结构演变是转轮径向力波动的主要影响因素。     

水利水电工程岩石爆破水雾降尘技术研究

水利水电工程岩石爆破中的粉尘问题长期以来没有得到有效解决,研究除尘问题是水利水电工程爆破问题的重要内容。总结水利水电岩石爆破降尘技术研究现状,从粉尘的来源、危害、防止现状分析爆破粉尘的特点,探究水雾降尘的机理,从而总结出影响水雾除尘效果的因素,为完善水雾除尘技术工艺提出一些建议。     

水袋在爆破水雾除尘技术中的应用

通过试验数据分析得到水袋的长径比和厚度对水雾抛撒半径、水雾高度、水雾径向抛撒初速度的影响规律。同时为保证较好的水雾除尘效果,提出水袋材料的改进方向,从而为完善水利水电工程爆破水雾降尘技术提供可靠技术参考。     

30万t/a芳烃抽提装置的优化

从设计、工艺操作两方面对芳烃抽提装置开车运行情况进行了总结,指出了存在的问题及所采取的解决方案,可为芳烃抽提装置的设计及开车提供借鉴。     

基于灌浆缺陷的全灌浆套筒力学性能试验研究

为了探究施工缺陷给结构带来的影响,对带有灌浆缺陷的全灌浆套筒的力学性能进行了试验研究.根据缺陷位置和缺陷长度,设置了不同的缺陷,制作了 5组全灌浆套筒试件,进行拉伸试验,分析试件破坏模式、极限承载力、应力分布、滑移量等.结果显示:不同种类缺陷均降低了试件的极限承载力;缺陷长度越大,试件的极限承载力越低;缺陷会导致缺陷处的钢筋应变减小.     

基于Revit模型的版本转换研究

在BIM建模、应用及管理的过程中, 面对灵活多变的应用场景, 需要对Revit模型进行版本的转换, 但是截止目前, 行业内缺少Revit模型降版本的手段。本文通过Revit二次开发的方式, 自主研发了Revit模型版本转换工具, 将Revit模型主要构件的关键信息收集并储存成为一种中间文件格式, 再使用另一个版本的Revit读取中间文件并通过调用API创建相应构件, 实现Revit模型的版本互转, 达到模型降版本存储与使用的目的。验证表明, 以上方法能够实现Revit模型的向下兼容, 并大大降低模型版本转换的时间成本。