引水式水电站变顶高尾水洞水力特性和体型优化

考虑引水式水电站常用的有压尾水洞和变顶高尾水洞两类布置型式,采用基于特征线法的有压管道瞬变流分析模型和适用于明满流过渡过程分析的改进狭缝法模型,分别分析系统的过渡过程特性和尾水洞体型参数的敏感性,研究不同的尾水洞型式下尾水系统的水力特性,进一步揭示了变顶高尾水洞的底宽、洞高和顶坡对尾水管进口最小内水压力的影响规律。结果表明,与增大面积的有压尾水洞比较,变顶高尾水洞是一种可行的布置型式,可有效提高尾水管进口的最小内水压力且水锤过程衰减较快;合理增大变顶高尾水洞底宽、洞高或顶坡均可不同程度地改善尾水管进口最小内水压力,其中顶坡的影响相对明显,为体型优化设计提供了参考依据。     

长引水式水电站取消尾水调压室的优化分析

结合设置上下游双调压室的长引水式水电站输水系统的水力特性,探讨了上下游调压室的共振分析、引水道和尾水道内水体的共振分析以及水力干扰稳定性分析等特殊水力学问题,指出在合适的条件下采用取消尾水调压室的方案,可以有效改善水力-机械系统的振动特性和稳定性.进一步结合实际算例进行了取消尾水调压室的优化分析,结果表明在合适的条件下长引水式水电站中取消尾水调压室的可行性和优越性.     

不同质材料非恒定流整体变态模型律及设计实例

同一水电站或抽水蓄能电站输水系统水力模型中，可采用不同的材料制作模型，它既可解决电站水头较高时，对模型材料的强度要求，也可解决直接观察流态的要求，所推求的物理量的模型比尺，可适用于一般电站的模型设计，对水电站水力过渡过程的模型试验具有普遍的指导意义。     

水电站本体仿真建模分析

水电站仿真机是利用计算机模拟技术模拟实际水电系统的运行环境,相应的内容包括水、机、电系统稳态仿真和动态全过程仿真。包括水轮发电机组、调速器、励磁机以及输水系统在内的本体部分是水电站的核心,是水电站仿真的关键环节。本文结合水电站的实际控制环节和事故现象,分析水电站本体仿真的基本模块,以及实现这些模块所需建立的仿真程序及相应的数学模型,为水电站本体仿真提供可靠的建模平台。     

抽水蓄能电站水力-机械系统自激振动特性研究

针对部分抽水蓄能电站运行过程中出现的水力-机械振动以及运行不稳定现象,从水力阻抗的角度研究可逆式机组可能产生自激振动的判别条件以及相应的不稳定区域。应用非线性振动理论,分析抽水蓄能电站产生自激振动时的幅频特性。结合具体算例,考虑可逆式机组在不稳定区域("S"形特性区)运行时,进行水力-机械系统的自由振动分析,在全频域范围内分析系统的振动特性,得出相应衰减因子为正的振动模式,同时结合特征线法在时域内进行自激振动分析,给出相应的振动曲线。研究结果表明抽水蓄能电站自激振动由多个衰减因子为正的振动模式叠加而成,其最大幅值与理论分析一致。     

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.     

双机共变顶高尾水洞系统小波动稳定性研究

双机共尾水管路布置是一种典型的首部／中部开发水电站输水系统布置方案．考虑尾水道较短时，除尾水调压室方案以外，可采用变顸高尾水洞方案．不同于传统的特征分析法，采用基于有压管道特征线法、跟踪明满流分界点的明渠改进狭缝法和状态方程数值计算的联合算法，结合相应的边界条件，研究负荷扰动情况下变顶高尾水洞方案的小波动稳定性和调节品质，并与相应的尾水调压室方案作进一步的比较分析，结果表明：变顸高尾水洞方案小波动稳定性明显优于尾水调压室方案，为变顶高尾水洞的应用提供可靠的比选依据．     

设置调压阀水电站的机组转速升高率分析

对于设置调压阀以控制水锤升压的水电站,调压阀拒动工况的导叶慢关闭时间较长,作为调节保证计算关键参数的机组转速升高率可能随着慢关闭时间的延长而减小.本文基于考虑机组飞逸特性的解析计算公式分析了机组转速升高率在宽时间域内的变化规律,并且结合设置调压阀的水电站算例进行了进一步的验证分析.分析结果有助于全面了解和掌握各类水电站的机组转速瞬变特性.     

非静态环境中负浮力射流模拟研究

以计算流体学软件Fluent为基础,通过求解基于雷诺数平均法(RANS)的标准紊流模型对非静态环境中第一种形式的负浮力射流进行了模拟和研究,并用Tecplot处理了Fluent计算求得的曲线,由此得出了该种形式的负浮力射流从开始到结束过程中不同时刻的水流流态图以及整个流动过程的流线分布图。将模拟结果与理论计算结果进行对比、分析,表明该模拟结果与理论计算结果和实际情况吻合,说明该模型和方法能够计算此类负浮力射流。     

水轮机阻抗对长有压输水系统水力振动特性的影响

为了解水轮机不同运行工况点的水力特性对水力-机械系统自由振动分析的影响,结合长输水系统水电站,基于两种不同的水轮机选型方案,考虑同一水轮机在不同运行工况点以及不同水轮机在相近工况点的系统自由振动分析,揭示了水轮机阻抗特性对系统振动特性的影响。分析结果表明,自由振动分析的角频率反映了系统的固有频率特性,不同运行工况下水轮机阻抗的变化对角频率的影响较小;不同的水轮机特性及运行工况点对系统振动稳定性存在不同程度的影响,在一些工况点水轮机阻抗可能为负值,自由振动分析中会出现衰减因子为正的自振频率,系统不稳定;不同水轮机相近工况点的系统振动特性基本一致。