三峡船闸末级闸首超长泄廊道中阀门水力学关键问题研究（1）——正常开启过程的阀门水动力学特性

利用物理模型试验和数学模型计算，分析了三峡船闸末级闸首泄水廊道中阀门在正常开启过程中，阀门人面的水流流态特征，阐述了非恒定流条件下的阀门段廊道水流压力、阀门启门力和阀门段空化特性，确定了反向弧形门各开度下的临界空化数。     

三峡船闸末级闸首超长泄长廊道中阀门水力学关键问题研究（2）:—事故运水关闭过程的阀门水动力学特性

运用物理模型试验和数学模型计算的结果，阐述了三峡船闸末级闸首超长泄水廊道的阀在事故动水送闭过程中，阀门段水流出现的明满流交替流态特征，分析了阀门关门速率，起关开度对阀门后廊道冲击特性的影响，实测了阀门可能承受的最大作用水头，探讨了阀门启闭力、支铰荷载和阀门段的空化特性。     

高水头船闸阀门段廊道防空化设计

高水头船闸水力学的关键技术问题之一是阀门及阀门段廊道的空化。解决此问题的关键技术,包括合理确定阀门段廊道布置高程和廊道体型、输水阀门选型和开启方式等。对这些问题进行了较详细的分析和论述,并结合工程实例重点介绍了输水阀门和阀门段廊道防空化气蚀措施的最新设计研究成果,即根据不同的阀门段廊道体型,配合门楣通气,同时辅以其他通气方式,能有效地抑制阀门底缘空化,提高阀门段廊道整体抗空化能力,还减少了阀门段廊道的埋置深度,节省土建工程量。     

三峡船闸末级闸首超长泄水廊道中阀门

利用物理模型试验和数学模型计算，分析了三峡船闸末级闸首泄水廊道中阀门在正常开启过程中，阀门段的水流流态特征，阐述了非恒定流条件下的阀门段廊道水流压力、阀门启门力和阀门段空化特性，确定了反向弧形门各开度下的临界空化数.     

三峡永久船闸输水廊道水动力学特性研究

该文对三峡永久船闸末级闸首阀门段输水廊道进行了数值模拟,对阀门段输水廊道的内部水流流动特征进行了分析,并研究了阀门后廊道顶部的压力特性,分析比较了以不同速率开启阀门及不同开度下紧急关闭对阀门段输水廊道内部流场的影响。将二维结果与三维结果及实验结果进行对比,变化趋势基本一致,验证了边界条件提法的合理性及数值方法的可行性。该研究对永久船闸阀门开启速率及紧急关闭时阀门开度选择具有一定的指导意义。     

船闸廊道输水阀门振动研究进展

本文根据国内外船闸廊道输水阀门运行中发现的振动情况及８０年代以来我国高水头船闸设计与研究中取得的成就，讨论了船闸廊道输水阀门振动研究方面的进展。文中分析了阀门和用力的性质，量级及其影响因素，阐明了研究阀门结构动特性的重要性，介绍了结构特性及其优化阀门设计的最新技术，结合实际工程论述了应用这些新技术所取得的显著效果，这些成果可为今后高水头船闸阀门设计与科研提供参考。     

船闸廊道输水阀门振动研究进展

本文根据国内外船闸廊道输水阀门运行中发现的振动情况及80年代以来我国高水头船闸设计与研究中取得的成就，讨论了船闸廊道输水阀门振动研究方面的进展。文中分析了阀门作用力的性质、量级及其影响因素，阐明了研究阀门结构动特性的重要性，介绍了结构动特性及其优化问问设计的最新技术。结合实际工程论述了应用这些新技术所取得的显著效果。这些成果可为今后高水头船闸阀门设计与科研提供参考。     

三峡船闸末级闸首超长泄水廊道中阀门水力学关键问题研究（3）—事故动水关闭情况下改善阀门工作条件的措施

针对三峡船闸末级闸首泄水廊道阀门事故动水关闭的情况下，阀门段存在大范围的脱空和空化，提出了封堵检修门井＋廊道顶有控制地通气，以及门楣自然通气的综合工程措施，以改善阀门的工作条件。物理模型试验和数学模型计算结果论证了该综合工程措施是有效的。     

确定船闸输水阀门高程的方法

在模型试验、原体观测和理论分析的基础上,文本提出门后为非等断面逐渐扩散输水廊道体型时,阀门段阻力系数§_(vn)的经验计算公式以及在未知阀门布置高程的情况下,确定输水阀门后输水廊道压力高程曲线的计算公式。根据压力高程曲线可一次性地正确选择阀门布置高程,避免了以往各公式需先假定阀门底高程,再进行反复的计算。从而提高了精度,取得良好的技术经济效益。     

银盘船闸阀门开启过程水力特性动态仿真

乌江银盘船闸为目前国内单级最高水头船闸.分析设计方案的初步计算成果和物理模型试验资料表明,设计水头下其充水阀门段存在较大的负压,尤其是在突扩体升坎处压力很低,有可能造成边壁的空蚀破坏.采用动网格技术和VOF方法对银盘船闸充水阀门段阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟,采用6 min开阀方式,分析阀门段水流急变分离的流态、流速、压力等水力特性参数的时空演化规律,分析出现空化空蚀的危险区域和时刻,为乌江银盘船闸因高速水流而引起的输水系统阀门段廊道内空化空蚀问题提供了解决途径.     

先导活塞式泄压阀的运动规律

先导活塞式泄压阀是一种新型的防水击危害的安全阀,但理论研究尚不成熟。本文系统地考虑了影响先导活塞式泄压阀运动的各方面因素,包括水压力、运动部件的重力、弹簧力、活塞环摩阻力和渗漏等,基于结构运动力学和水力学原理,得到了主阀启闭速度与液压传动系统流量的函数关系,建立了描述主阀启闭速度与时间关系的运动方程。然后,通过对主阀关闭运动方程的解析,修正了现有活塞渗漏流量的计算公式,提出了合理选择活塞直径与主阀瓣直径以减小水压变化对关闭过程影响的方法,进而解析得出主阀关闭速度、行程、关闭时间的计算公式。最后,通过数值实例检验了解析式的准确性,并计算分析了一些关键参数对泄压阀开启和关闭的影响。本文主阀运动规律也适用于活塞式压力波动预止阀。     

带连通阀的阻抗调压室水锤防护特性研究

在大流量输水工程中,水泵抽水断电后,管线往往会有较强的压力波动,易造成沿线水位压力较低.结合某大流量输水工程,建立了带连通阀的阻抗调压室数学模型,对比分析了简单调压室、阻抗调压室和带连通阀的阻抗调压室的水锤防护特性,验证了带连通阀的阻抗调压室的优越性,并研究了其连通阀关闭规律对调压室水锤防护特性的影响.研究表明:与简单...     

气垫调压室与减压阀联合防护下的减压阀优化

以刚性水锤的状态空间法和弹性水锤的特征线方法为理论基础,针对气垫调压室与减压阀联合防护下减压阀对气垫调压室和机组参数的影响问题开展数值模拟。以某运行中的水电站为例,对其输水系统中不同减压阀的参数实施相关优化,在对优化结果进行分析、研究的基础上,通过总结得出了减压阀阀径的选取原则,即阀径不宜过大,也不宜过小;最优减压阀直径应当能保证机组导叶在关闭时产生的蜗壳末端最大压力近似地等于减压阀在关阀时所产生的阀前最大压力。运行实践表明,机组关阀的时间应当能在降低压力的同时又能够保证关闭时间不能太长,以免造成水资源的浪费。     

三峡船闸输水阀门支铰荷载特性

 通过几何比尺17的阀门段水力学模型试验，测量了在阀门运行过程中三峡船闸输水阀门支铰荷载， 并分析了其脉动量的数值及频率特性。成果分析表明：支铰力量值主要由阀门前后压力差及有效受力面积决定；阀门全关时受起始水头作用引起的支铰力是阀门开启过程中支铰最大荷载点；阀门动水关闭可能引起的阀门前后实际作用水头超过起始水头会造成支铰承受更大的荷载，是设计应特别注意的工况。与支铰时均荷载相比，支铰力脉动量较小，其优势频率与门后压力脉动的优势频率较吻合，两者的功率谱密度均表现为具有低频优势分量的宽带噪声谱。     

小舜江输水泵站液控蝶阀关阀时间及停泵方式改进

大流量高扬程长距离输水工程供水泵站常采用二阶段液控调节蝶阀来最大限度降低关阀水锤。小角度关阀时间长,加之常规关阀停泵的方式,通常会引起机组、管路及阀门较大的振动。从泵站实际特点出发,尽量缩短关阀时间,改变常规关阀停泵方式,有效减小了振动和噪声。     

先导式泄压阀水力瞬变的仿真

先导式泄压阀是一种先进的防水击危害的智能水力装置,具有根据管道水压的变化自动做出开启或者关闭的功能.本文建立泄压阀水力瞬变流量、水压与泄压阀开度的函数关系,提出泄压阀主阀开度响应水压变化的递进模型,并设计出计算机数值仿真先导式泄压阀响应水压变化的动作过程的方法和程序.最后,以实际工程为例,研究了管道承受负压的能力,以及...     

长管道小型水电站的调压阀选型计算

当水轮发电机组甩负荷时,调速器控制水轮机活动关闭导叶,压力管道内产生压力,机组转速上升。对于压力引水管道较长的电站,改变导叶关闭时间,就不一定能同时使压力和转速上升都控制在允许的范围之内。使用调压阀的作用在于:在机组甩负荷、导叶快速关闭的同时相应地打开泄流通道,从而降低水锤压力上升,待导叶全关后,再缓慢关闭,使引水管道的流量变化缓慢,防止引水管道水压升高及机组转速过高。导叶关闭时间T_w≤12s的中小型电站采用调压阀代替调压井后,不但能够节省投资、缩短工期,而且调压阀的布置还不易受地质、地形等条件限制。     

重力流输水管道关阀水锤模拟研究

确定重力流输水管道最合理的关阀时间需要考虑如下因素:一是管道的水锤压力不要过高,防止管道破裂;二是水锤压力不要过低,严禁管道沿线出现断流弥合水锤,防止出现负压压瘪管道;三是要有利于操作方便、保护设备。以北京市某南水北调配套工程为例,选择HAMMER软件模拟管道瞬变流,分析重力流输水管道关阀过程中的水锤现象。结果表明:关阀时间越长,管道最大压力越小,最小压力越大,水流条件越好。蝶阀关闭时间为50 s时管道最大压力达169.27 m,关闭时间为500 s时管道最大压力为65.18 m。在线性关阀时间不小于200 s时,管道沿线不产生负压,且最大压力小于管道的设计压力。综合考虑保护管道、操作方便、便于管理、保护设备等因素,确定蝶阀线性关闭时间为300 s。研究成果对重力流输水管道阀门管理和保护具有参考价值。     

水力式升船机控制阀门选型水力特性试验研究

为满足水力式升船机向巨型化发展的需求,进一步开展其控制阀门的选型研究十分必要。本文针对较为适应水力式升船机运行特性的两类工业阀门———活塞式调流阀与固定式锥形阀,研制了一种工业阀门水力特性试验装置,进行了系统全面的水力特性对比试验研究。研究成果表明,锥形阀的泄流能力明显优于活塞阀,流量系数随开度变化的线性度更高。两类阀门均以雾状空化为主,活塞阀对冲出流容易形成漩涡空化,对管壁的空蚀作用更强;锥形阀出流较均匀,流场结构更简单稳定。等流量系数下,两类阀门的抗空化性能差异不大,说明锥形阀近似于通过降低抗空化性能换取了更高的泄流能力。相同试验条件下,锥形阀阀后管壁沿程时均压力更高,压力脉动更弱。可见,锥形阀的综合水力特性优于活塞阀,更为适应未来水力式升船机的发展需求。