溪洛渡水库水温时空特性研究

水温是水环境评价的重要因子,水库建设对库区水温及下泄水温的影响是工程环境评价的重要内容。以溪洛渡水库实测水温数据为基础,通过建立立面二维CE-QUAL-W2水温模型来分析水温特性,并采用基线偏离指标、相位偏移指标、极值变幅指标来评价下泄水温的变化。研究结果表明：实测垂向水温结构和已有研究成果存在一定差异,垂向水温分层存在季节性变化,3—10月垂向水温分层显著,表温层水温范围在15 ~ 23℃,厚度由50 m增加至100 m;温跃层中心海拔由520 m下移近90 m,厚度由20 m减小至10 m;滞温层水温基本维持在14 ~ 15℃,范围逐渐缩小。表温层受入流水温、入库流量影响更为显著,表层水体不存在明显温度梯度,汛期深孔泄水加速温跃层下移。溪洛渡蓄水后,下泄水温过程推迟达36天,最低水温升高近2℃,最高水温降低约1℃。溪洛渡工程建设对下泄水温的影响主要体现在升降温过程滞后（滞温效应）、最低水温升高和最高水温降低（均一化效应）。     

乌江上游电站联合运行对东风库区水文情势影响分析

乌江上游电站群的开发建设对区域水资源时空分布的具有较强的调节功能,这种功能会对下游水库的库区水文情势及发电防洪能力产生直接影响。本文采用基于实测数据的模拟反演方法对该影响程度进行分析:以乌江流域洪家渡、引子渡、东风三个大型电站组合作为研究对象,运用率定验证合理的MIKE11水环境数学模型,以典型平水年实测水文数据作为水文计算条件对上游洪家渡、引子渡电站建设前后的水文变化过程进行反演模拟,并结合实测水文数据对东风水库水文情势影响程度进行了定量评估,分析结果表明:(1)上游引子渡单库运行后使得东风水库平水年入库径流汛枯比由天然情况的5.76降至4.22;洪家渡与引子渡联合调度运行后,东风水库入库径流汛枯比进一步降至1.96。(2)上游引子渡单库运行后使得东风库区洪期防洪库容增大14.2%;洪家渡引子渡联合运行后东风洪期可用库容增大38.7%,防洪能力得到在一定程度上得到进一步提升。评估数据表明乌江上游水库联合调度对东风水库水文情势影响具有较为明显的累积性,通过电站的联合调度可更好的帮助下游电站发挥防洪发电效益。     

流动减阻技术在泄洪洞模型中的应用

对于大型泄洪洞泄流能力及其水力学问题,通常采取模型试验的方法进行研究.但是由于模型比尺的限制,使得试验模型的糙率偏大,得到的试验结果存在误差,因此需要减小泄洪洞模型的阻力.本研究结合某水电站工程实际,首次将涂层减阻方法应用在大型泄洪洞模型试验研究.模型试验结果表明,涂层减阻技术能够有效地增加泄洪洞泄流能力,泄洪洞出口流速和水舌挑距也有较明显的增大,这对泄洪洞的安全高效泄洪十分有益.     

河流型深水库出流日调节诱导下的内波特征

溪洛渡水库是典型的河流型深水库，在库区水温分层的情况下，出流日调节引起温跃层内波。通过布设温度链对库区水温进行长期监测，同时建立了库区立面二维数值模型对内波进行模拟，并对库区的内波现象、形成机理和传播速度等特性进行研究。结果表明，变温层取水及出流流量波动导致取水区段变温层的厚度变化，进而形成了周期为24小时的内波；内波向上游传递，振幅在传播中衰减，模拟的波速与K-H内波理论的计算值基本吻合；出流日调节型内波对于深水层下降的速率没有显著影响。由于目前对河流型深水库内波现象的研究较少，文章有助于加深对于水库内波现象的理解，并为水库内波相关的工程应用提供分析工具和理论依据。     

融冰期110kV覆冰复合绝缘子电场仿真研究

绝缘子的融冰闪络一直是影响电力系统安全运行的一个重要问题,目前国内外对于绝缘子的融冰闪络机理方面的研究还处在一个不断发展的阶段。笔者运用ANSYS12.0有限元仿真软件,建立110 kV覆冰复合绝缘子二维轴对称模型,对绝缘子融冰水膜电导率、水膜厚度以及水膜存在水滴3个因素对电场分布的影响进行仿真分析。结果表明:水膜电导率对于电场分布的影响会随着覆冰长度的增加而增大;水膜厚度的增加会进一步缩短空气间隙,导致冰棱尖端场强增大;水膜末端存在水滴对绝缘子沿面电场分布畸变的影响更大。     

基于雨洪高效安全利用的梯形迷宫堰优化设计方法研究

在来水规模、坝顶高程、堰宽不变且确保水库防洪标准不降低的前提下,利用迷宫堰抬高正常蓄水位,可增大蓄洪能力,提高枢纽蓄洪发电效益。在对迷宫堰的泄流能力分析的基础上,通过控制水位不变,采用非线性规划法研究堰高与侧墙夹角的关系;以保证迷宫堰正常泄流、单宫室纵向长度不大于溢洪道控制段长度和大坝安全为约束条件,以最大限度地抬高堰顶高程为目标函数,建立模型,并对模型进行优化及求解。结果表明:当控制水位不变时,在迷宫堰正常泄流范围内,堰高随着侧墙夹角的增大而减小。采用该方法对迷宫堰优化后,当坝顶高程由正常蓄水位控制时,采用迷宫堰可以降低校核水位或设计水位,提高了水库的防洪标准;当坝顶高程由校核水位或设计水位控制时,采用迷宫堰既能保证洪水安全下泄,又能大幅度提高水库的蓄洪能力。     

龙头桥水库溢洪道流场数值模拟及优化研究

龙头桥水库溢洪道在实际运行过程中,泄槽段内出现了较为严重的水冠和折冲水流现象。针对该问题,本文基于物模实验和数值模拟相结合的研究方法:建立溢洪道三维结构模型,运用RNG k-ε紊流模型、修正的Simple算法和VOF多相流方法,对溢洪道流场进行数值模拟;运用物模实验对溢洪道的泄流能力、水面线、流速和堰面压力等水力特性数模结果进行验证分析,两者吻合较好。通过对溢洪道流场分析,得到水冠和折冲水流的特性和发生位置,最终从中墩厚度和尾墩型态进行优化,多组方案的数模和物模实验结果表明,优化结果良好。     

大坝泄流水体溶解气体饱和度预测方法初探

大型水电工程对水生态环境的影响一直是国内外广泛关注的问题。当水库闸坝泄流时,可能会使下游水体溶解气体浓度超饱和,导致鱼类等水生动物患气泡病,威胁它们的生存和繁殖。如何准确而快速地计算或预测高坝泄洪水体溶解气体的浓度迫在眉睫。本文根据泄水建筑物实测数据,计算出泄流水体气体传质速率,并发现在水力条件一定时,闸坝泄水建筑物气体传质速率不变的特性,在此基础上,结合有效饱和浓度、有效水深以及上游溶解气体饱和度等参数,建立了对闸坝下游水体溶解气体饱和度进行预测的方法。预测结果表明,该方法具有计算简便且应用广泛的特点。     

原水有机物影响水汽氢电导率升高的原因初探

华能丹东电厂运行中水汽氢电导率有时会异常升高,经调研发现,这与补给水水源的水库水位降低、水温偏高、补水率增大有关。经分析,带入热力系统的有机物含量升高是导致水汽氢电导率升高的原因。     

基于导水机构水力损失的水轮机精细模型辨识

针对导水机构水力损失对水轮机效率影响较大,且其模型较为复杂的特点,提出了一种基于曲线拟合的导水机构水力损失表达方法,建立了水轮机精细模型;并采用改进人工鱼群算法对模型进行辨识。将该方法运用于某电厂实测数据,仿真结果表明改进水轮机模型精度高,且可以反映电厂实际运行状态,导水机构水力损失辨识结果与理论公式定性分析一致,并采用功率阶跃扰动对模型进行验证。结果表明模型是有效可靠的。     

基于WRF模型的藏木水库局地气候影响分析

水库对局地气候的影响是水电建设项目中环境影响评价的重要方面。本文基于天气研究与预报（WRF）模型开展了区域陆面-大气耦合模拟,分析了雅鲁藏布江首座大型水电站藏木水库对周边区域地表与大气之间的水热交换及天气过程的影响。根据模拟结果,藏木水库蓄水后坝址附近降水量在冬、春、秋三季变化并不显著,夏季在低海拔河谷区域降水量有所增加。库区空气比湿增加,其中春季增幅最大;水库对东北侧下风区和上游河谷区的比湿有较为显著的影响。库区上方气温升高,冬季增温幅度最大,增幅在2 ~ 3℃;夏季增幅最小,在0.4℃左右;库周边秋冬季气温升高,夏季略有降低。研究结果可为高原水库建设的环境影响评价提供参考。     

双水内冷同步调相机定子温度场分析

温度场的研究对双水内冷同步调相机安全运行具有重要的意义。针对双水内冷同步调相机,采用有限元法建立了电磁场二维模型以及流体-温度三维温升计算模型,求取了电机不同运行工况下的电枢电流、励磁电流以及对应的电机定子损耗。在此基础上,根据流体-温度耦合的传热理论,以定子线圈和铁心损耗为热源,求解定子各部分温度分布,研究电枢电流、冷却水流速、冷却水进水温度对定子温升的影响。结果表明,双水内冷同步调相机运行时定子下层线圈温度高于定子上层线圈温度,定子线圈最高温升与电枢电流的二次方呈正比,且其温升与冷却水的流速相关,与进水温度成正比。本文中关于温度场的研究可为大型同步调相机散热结构优化及过载能力分析提供理论参考价值。     

混合励磁磁通切换直线磁悬浮电动机的温升特性分析

针对混合励磁磁通切换直线磁悬浮电动机(HEFSLMSM)的特殊结构,深入分析不同工况下的温升特性。研究HEFSLMSM的结构及其运行原理,建立三维稳态温度场数学模型和边界条件方程。考虑电动机各部分热交换的情况,确定各材料的导热系数以及电动机不同部分的对流换热系数。通过有限元方法计算电动机的铜耗与铁耗,并求出相应的生成热。在有限元软件中计算出自然散热情况下空载及负载时的温度变化。在原模型的基础上进行冷却系统的设计,分别计算安装冷却装置后不同工况下的温度场分布。通过自然风冷和强制水冷条件下的温度对比,证明了冷却装置设置的合理性和可行性。     

横向磁场电励磁磁通切换磁悬浮直线电机温度场有限元分析

研究用于轨道交通的横向磁场电励磁磁通切换磁悬浮直线电机特殊结构下的温升问题,设计冷却系统以保证电机正常运行。分析电机的结构和运行原理,建立了三维稳态温度场数学模型,并推导出边界条件方程。考虑电机各部分热交换的情况,确定各材料的导热系数以及电机不同部分的对流换热系数。通过有限元方法计算出电机的铜损耗与铁损耗,并求出相应的生成热。利用三维有限元法对电机不同工况下的温度场进行计算,得到了电机铁心、电枢、励磁绕组的温度场分布情况。最后,设计冷却系统,比较自然风冷和强制水冷的温度分布,证明该冷却系统装置的可行性和合理性。     

基于实测资料的龙开口碾压混凝土重力坝温度仿真分析

基于温度实测资料,采用有限单元法按照碾压混凝土坝分层浇筑的施工特点,对龙开口最高挡水坝段的全过程温度场进行仿真模拟。计算考虑了混凝土的水化反应、冷却通水、环境气温、库水位等对坝体温度的影响。仿真结果与实测温度变化过程吻合良好。仿真结果表明,浇筑过程中EL1230-1260 m高程坝体内部形成了较大片"高温区",长时间保持28~30℃;但随着与外界空气、库水热交换散热,高温范围逐渐缩小,预测运行十年后坝体温度稳定在20~22℃;另外,坝址干热河谷气候和冷却通水对坝体温度分布有着显著的影响。     

全封闭大功率永磁牵引电机的温度场数值计算

为研究全封闭大功率永磁牵引电机额定工况下的稳态温度场,以一台额定功率为815 kW的永磁同步牵引电机为研究对象,依据成型绕组槽部导热模型,建立了整机三维温度场共轭传热计算模型。考虑旋转磁化、冲压过程和磁密高阶谐波对定子铁耗的影响,以及水套-定子铁心间接触热阻抗对电机温升的影响,采用Fluent软件对电机额定工况下的稳态流场与温度场求解,使用电阻法和埋置检温计法（ETD）测得电机在额定工况下绕组的平均温升、铁心测点和绕组端部测点局部温升,绝对误差分别为-3.7 K、-0.3 K和7.6 K。进一步分析了电机水路和内风路流场分布特性、水套-定子铁心间接触间隙对绕组平均温升的影响以及槽内绕组附近的温升分布情况,最后提出了该类电机冷却系统设计优化方向。     

输电管道余热利用装置设计及数值计算

新型输电管道在传输电能时,导体部分因损耗而发热,若能将该热量利用,加热导热介质,可对外供暖,因此,需要开发一种装置,在不影响输电管道正常工作的前提下,利用热量并对外供暖。文中以合理利用输电管道导体的发热量为目标,以保证装置的绝缘强度为基础,以方便与输电管道的连接为考虑,设计一套用于输电管道的余热利用装置;文中介绍了装置的具体结构和各部分的作用,并对装置的工作原理和与输电管道的连接方案做了说明。为了研究余热利用装置的绝缘和温升情况,建立了相应的余热利用装置模型,对模型的电场和温度场进行了计算分析,结果表明,装置的绝缘部分最大电场强度为1.86 kV/mm,小于绝缘介质的绝缘强度;装置内热交换层的温度在60~80℃间,达到了国家供暖的温度要求;计算结果为余热利用装置设计合理性和实用性提供了依据。     

地下电力电缆隧道通风系统的模拟计算

应用CFD软件对地下电力电缆隧道的通风散热系统进行模拟计算,分析其不同换气次数工况下的散热效果以及温度、速度分布。结果表明,电力电缆隧道的通风系统能有效带走电缆产生的热量。随着风量的增加,散热量得到了小幅提升,大量空气未经完全换热就从中间低阻通道流走。建议优化电缆布置,避免电缆紧贴舱室壁面。     

660 MW机组间接空冷主辅共塔方案影响分析

针对660 MW机组冷却塔的主辅共塔设计方案,建立了主辅共塔间接空冷塔的三维数值模型,研究了环境风对冷却塔内外流场的影响,分析了环境风向、辅机散热器类型和冷却三角增加方式对主机、辅机水温降幅的变化规律。研究结果表明,环境风方向对主机循环水温降影响较小(约为1.0℃),对辅机循环水温降影响较大(约为5.8℃);当辅机采用4排管散热器时,辅机循环水温降增大2.5%(约为0.2℃),主机循环水温降减小0.5%(约为0.06℃)。研究结果可为主辅共塔设计方案的具体工程实施提供依据。