固定式锥形阀水力特性试验研究

未来水力式升船机的发展趋势是"超高升程、超大提升质量",对控制阀门的要求很高.综合分析典型工业阀门的水力特性可知,固定式锥形阀较为适应水力式升船机的发展需要.为全面掌握该类阀门的水力特性,通过物理模型试验,对DN150固定式锥形阀进行了系统全面的水力特性研究.成果表明,锥形阀过流能力较强、阀后流态简单、管壁压力分布稳定...     

水力式新型升船机关键技术研究

水力式升船机是我国具有自主知识产权的新型升船机。采用理论研究、物理模型试验、数学模型计算和现场试验与原型观测等研究手段,依托世界首座景洪水力式升船机的建设,针对水力式升船机的设计理论和方法、水力驱动同步技术及流量均衡和液面稳定技术、多重耦合作用下船厢倾斜机理与抗倾理论与技术、非恒定变速条件下船厢运行控制技术、高水头工业阀门防空化技术、微间隙机械同步系统制造安装技术等重大技术难题进行了全面系统研究,取得多项突破性研究成果,实现了70 m级水力式升船机平稳运行,为景洪升船机的建设和水力式新型升船机的推广应用奠定了坚实的基础。     

龙抬头式泄洪洞水力特性试验研究与数值模拟

为探索采用数值模拟研究龙抬头式泄洪洞水力特性的可行性,以黄河小浪底水利枢纽2#龙抬头式泄洪洞作为研究对象,结合1∶40正态水工模型,利用RNGk-ε湍流模型,从泄流能力、洞顶余幅、断面流速、测压管水头、水流空化数、挑流射程及冲坑深度等方面对设计与校核两种洪水位条件下龙抬头式泄洪洞的水力特性进行了研究,并将模拟值与试验值...     

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.     

活塞式调流调压阀水力特性测试

为保证调流调压阀运行安全稳定，从阀门水力设计、安装高程确定及运行调度等方面提出阀门水力特性的 优化措施。分析调流调压阀临界汽蚀系数及汽蚀装置系数确定方法，借鉴水轮机汽蚀力学判据的概念，推导出阀 门安装高程的计算公式。采集在线调流调压阀运行数据，绘制真机流量系数与开度特性曲线，对阀门水力设计进 行验证和校核。结果表明：阀门开度大于 45.3% 时流量系数实测值与设计曲线基本一致，但在小开度段偏差稍大； 现场试验过程中阀门运行平稳，噪声在 90?dB（A）以下，振动幅度也在较小范围内，进一步验证了调流调压阀水力 特性优化设计及安装高程确定方法的合理性。     

在线式调节阀应用与管路水力过渡过程研究

以往的有压重力流输水工程多采用末端设调节阀,用延长阀门开关时间的方法来降低水锤压力值。采用阀门前置的方法不但可使阀前的管路缩短,减小了关阀水锤,还可使阀门后的管路工作压力显著降低。调节阀的流阻特性对水力过渡计算结果影响甚大,通过改进阀门的特性曲线,关阀时间可大幅缩短,水锤压力得到有效控制。多喷孔套筒式调节阀对管路系统高压力和大压差条件的适应能力强、线性度好,是一种好的阀型。     

三峡工程泄洪深孔体型及水力特性的试验研究

本文对三峡工程泄洪深孔进行了5种体型有压短进水口的比较试验研究,通过泄流能力、压力分布以及空化特性等全面水力特性的比较,提出建议采用的体型。对明流泄槽亦进行了两种体型的比较试验研究,对其水力特性做出明确的评价。     

大口径活塞套筒式调流调压阀流动特性分析

调流调压阀用于实现管线不同流量和压力工况的转换,其良好的调节性能和流动特性对管道系统的高效运行意义重大。本文以2400LT-41X-10Q型大口径活塞套筒式调流调压阀为研究对象,通过数值分析软件Fluent结合RNG k-ε湍流模型及动网格,研究了不同开度下稳态工况及开、关阀过程中瞬态工况的流动特性。结果表明,由于活塞套筒的运动产生阻流作用,故开阀和关阀的动态流量系数均小于稳态值,而对应的动态流阻系数则均大于稳态值。同时,对应开阀和关阀过程,活塞套筒将受到反向的瞬态侧向力,且以轴向力为主。因固定套筒的需要,在全开度附近保留了一段空行程,使得竖向和水平的侧向力在该开度下出现了陡升的峰值,可能影响阀门驱动机构的操作或引起阀门的卡塞。另外,通过对比不同阀门开度下的阀内流速、压力、湍动能和湍流耗散率等流场分布来对该其工作原理和流动特性进行说明。分析结果为活塞套筒式调流调压阀的选型和使用提供了参考。     

昭平水电站船闸槛下分散输水系统水力特性研究

叙述了我国第一座采用槛下闸底廊道二区段出水的分散输水系统船闸－广西昭平电站船闸（水头２０ｍ，闸室有效尺寸为６０ｍ×８ｍ×１．５ｍ）１：２０输水系统水工整体模型及１：１６阀门段减压模型试验成果，并对闸室输水水力特性及船舶停泊条件、空腹式输水阀门廊道段的水力特性，包括阀门的阻力系数、收缩系数、阀门后水流收缩断面的最低压力以及阀门的空化特性和减免空蚀措施等方面作了介绍。原型运转表明，该船闸水力条件令人满意。     

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...     

大藤峡船闸关键水力学问题研究

大藤峡船闸闸室有效尺寸为280 m×34 m,最高通航水头为40.25 m,是世界上首个水头超过40 m的大型超高水头单级船闸。单级船闸的特性以及闸室规模、工作水头和输水时间要求决定了其单次输水水体、输水最大流量以及进入闸室的能量,超过闸室尺度相近的三峡多级船闸,借鉴三峡船闸输水系统体型的初设方案闸室内船舶停泊条件问题突出。为此开展了1∶30比尺船闸整体模型试验,结合减压及局部模型试验与数模计算,通过输水系统体型创新、输水系统阻力及阻力分配调整和阀门运行方式优选,解决了大藤峡船闸闸室内船舶停泊条件及输水系统水流空化等关键水力学问题。研究获得的新型自分流全闸室出水输水系统布置型式,很好地解决了闸室高效输水和船舶停泊安全问题,显著拓展了等惯性输水系统对水头的适应性,其成果可供超高水头大型船闸设计借鉴。     

聚流式调节阀的数值模拟研究

介绍了一种新型的套筒调节阀,并运用CFD数值计算的方法,分别从流通能力和消能效果两方面与网孔式套筒调节阀进行比较分析,湍流模型选用Realizablek-ε模型,计算阀门不同开度下的流量系数、流阻系数以及消能效率。此外,还使用混合多相流模型进行阀内流体流动的空化模拟,对聚流式套筒调节阀的抗气蚀性能进行了分析,结果表明聚流式套筒调节阀在低水头工况下具有较好的抗气蚀性能。由于聚流式调节阀具有成本较低、不易堵塞的优点,是一种低水头工况下的经济型调节阀解决方案。     

上游并联双调压室水电站瞬变流特性分析

由于长引水式水电站受地质地形条件、工程施工条件和系统运行稳定性等因素限制,为保证其安全运行,设置并联双调压室。通过建立调压室上游侧各支路阀门瞬变流水力特性的分析模型,以及考虑并联调压室水力特性的稳定性分析模型,深入分析了系统特殊的爆管瞬变流过程和水力振动特性。结果表明:在对应不同的爆管口直径同一爆管点位置,蝶阀至调压室之间管段最大瞬时流量为额定流量的1.14~2.21倍。随着爆管口直径的加大,不同特征管段的最大瞬时流量增大。考虑同一爆管口直径对应不同的爆管点位置,蝶阀至调压室之间管段最大瞬时流量为额定流量的1.25~1.67倍。随着爆管点和调压室距离增大,不同特征管段的最大瞬时流量增大。在任一支路爆管等不利情况下,通过相应支路阀门的控制可以降低复杂的瞬变流过程对另一正常运行支路的影响。研究所得水力—机械系统特征值分析成果对揭示引水系统水力振动特性具有参考价值。     

水力浮动式升船机充泄水阀门启闭方式研究

根据水力浮动式升船机的工作原理,研究建立了输水系统、平衡重浮筒--承船厢系统的概化模型,并采用数值计算方法研究了充泄水阀门合理的启闭方式.结果表明,充泄水阀门的水力控制是保证水力浮动式升船机运行稳定和准确停位的关键.通过采用阀门间歇开启方式,在承船厢入、出水前通过设定合适的阀门开度,控制系统输水流量,降低承船厢入、出水的速度,可以有效地控制承船厢运行满足要求.     

突扩跌坎掺气设施深化研究

高速水流下的空化空蚀和高水头下的闸门止水问题是高水头泄水建筑物运行所遇到的2大问题。为深入研究突扩跌坎掺气设施,进一步了解其水力特性和空化特性,以某水利枢纽孔板泄洪洞中闸室通气系统和突扩跌坎掺气设施为具体研究对象,通过建立比尺 1∶20 的局部水工模型,分析研究了通气孔风速、流态、压力、掺气浓度等水力特征参数,并将试验结果与原型观测结果进行了对比。结果表明:该工程布置的掺气效果良好,试验所得通气管内风速随闸门开度变化的趋势、水流掺气浓度、压力及其脉动在数值上与原型观测结果均一致,说明工程原型观测与模型试验对比验证是成功的。理论研究和实际运用均表明,结合闸门止水和掺气减蚀要求的突扩跌坎布置,是符合实际需求且安全可行的,同时也是解决高水头条件下闸门止水和掺气减蚀的有效措施,具有广泛的推广应用价值。     

水工枢纽泄洪及电站负荷调节对垂直升船机运行的影响

本文介绍了水口电站因泄洪与电站负荷调节引起的坝下往复波流对垂直升船机运行影响的水力学试验成果.在试验研究的基础上提出以下成果：承船厢与航道中影响波高值的因素；从电站调峰到承船厢内出现允许波幅所需时间T1及到达稳定水位所需时间T2；承船厢、航道中可能出现的最大、最小水深；承船厢中最大、最小水重与超载情况；瞬时水面线、最大水面坡度和流速.以上成果为垂直升船机的安全运行提供了依据。     

葛洲坝船闸水力学问题综合分析

对葛洲坝3座船闸在接近设计水头27m条件下运行中出现的水力学现象和原、模型观测资料进行综合分析。内容包括；船闸充泄水时上、下游引航道中的流速、流态、涌浪传播、间室充、泄水水力特性，阀门段水流空化及声振现象，阀门启闭力及阀门振动特性等。对船闸运行和检验中发现的问题及处理改善措施亦作了介绍，葛洲坝3座船闸运行了20a来的经验证明船闸按静水通航动水冲沙的原则指导设计是正确的，船闸输水系统布置型式是成功的。