双向潜水贯流泵能量特性与振动模型试验

结合上海北横泾双向潜水贯流泵,进行了模型泵正、反向能量和振动试验研究.结果表明:正向工况水力损失比反向工况偏大, 效率比反向工况要低一些;高扬程下模型泵容易发生空化,流态出现紊乱,装置振动又加剧了空化形成和汽泡溃灭,导致水泵效率有所下降,低扬程(H=1～2 m)下双向潜水贯流模型泵具有良好的水力性能;正向工况模型最高效率区为59%～60%,反向工况模型最高效率区为60%～62%,且在高效率区附近,试验装置振动平稳,振幅较小,适用于低扬程双向泵站.     

新型潮汐发电机组研制

江厦潮汐试验电站新型潮汐水轮发电机组，是2006年浙江省重大科技专项课题。该机组的研制成功，解决了潮汐发电机组正、反向发电，正、反向抽水和正、反向泄水完整的六工况运行等重大技术难题。     

叶片弯度对双向泵性能影响的数值模拟分析

叶片的弯度、厚度、表面光滑度等对叶片泵的性能起着决定性的作用,其中弯度对叶片泵性能的影响较显著。运用FLUENT软件,对一原始双向泵和增大叶片弯度后的双向泵分别进行正、反向运行工况的数值模拟。分析研究表明,增大叶片弯度,流经双向泵的水体能量值(H)增加;但正向工况时的汽蚀性能略有降低,反向工况时在同一扬程H下,流量Q减小、效率η降低。     

基于CFD的大型立式轴流泵反向发电稳定性能分析

为研究南水北调东线某泵站机组反向发电的稳定性,对流道模型进行了正向反向运行最优工况下的全数值模拟,以研究反向发电工况的压力脉动分布规律。在转轮进出口截面径向周向各设置监测点。计算结果表明,反向发电工况下,转轮前后各监测点压力脉动均高于泵工况下各点。反向发电工况下,受流道进出口的影响,转轮出口压力各点的脉动幅值最大,其值约为转轮进口处2倍,从轮毂到轮缘各点压力脉动逐渐增大。水流受转轮转动影响严重,压力脉动主频为叶频,机组的不稳定增加。     

苏州河河口水闸垂直二维流动精细数值模拟

应用FLUENT对苏州河河口水闸的溢顶流动过程进行了数值模拟。计算结果表明,对正向挡水工况,闸门门顶较高时,过流流量较小,对下游床面冲击作用弱。当苏州河外侧水位为低水位时,形成的回流区中心较低,形成较大的床面流速,对底面护坦的冲击较强。与正向挡内河水工况相比。反向挡潮时,溢顶水流对内河侧河床的冲刷较弱。当内河侧水位降低时,溢流对床面的冲刷作用增强。正向挡水工况时,作用在水闸上的力矩为正值(顺时针方向),反向挡潮时,作用在水闸上的力矩为负值(逆时针方向)。     

内特性模拟法在山口水电站防抬机中的应用

水轮机组甩负荷时,经历制动工况及水泵工况,并在导叶开度为0时,出现最大的反向水推力。此外对吸出高度为负且Hs较大的水电站,反向水锤也会引起较大的冲击力,两者都形成机组的抬机力。由水泵工况引起的抬机力计算,目前尚无精确算法。该文以山口水电站为例,求解过渡过程的内特性法进行动态模拟,发现可以选择合适的关闭规律,有效抑制抬机力。     

江都三站水泵装置水轮机工况模型试验研究

本文介绍了在江都第三抽水站技术改造时，对水泵装置模型水轮机工况的能量性能试验研究情况，通过对各种反向发电运行方式的比较和经济分析，论证江都三站反向发电采用电机不变极运行方式的合理性。     

江都三站水泵装置水轮机工况模型试验研究

本文介绍了在江都第三抽水站技术改造时，对水泵装置模型水轮机工况的能量性能试验研究情况，通过对各种反向发电运行方式的比较和经济分析，论证江都三站反向发电采用电机不变极运行方式的合理性。     

抽水蓄能电站进/出水口体型优化数值模拟

利用三维紊流数学模型,对某抽水蓄能电站上水库进/出水口原方案及其优化方案抽水和发电工况进行数值模拟,分析了进/出水口段的水头损失、进/出水口段的流态和流速分布等。原方案在抽水工况下,存在扩散段及调整段顶盖板下部产生水流分离区、拦污栅断面有反向流速、各孔口流速不均匀系数偏大等不利水力学现象。考虑以上不利因素,需对原方案进行优化。优化方案计算结果表明,在扩散段和防涡梁段之间增加调整段、压低扩散段盖板扩散角以及增加扩散段长度等措施均能改善水流流态。     

长距离明渠系统反向输水冰情模拟

针对长距离明渠-闸门-泵站系统冬季反向输水可能出现的冰问题,以南水北调来水调入密云水库调蓄工程为研究对象,升级开发了调水工程冬季输水冰情数值模拟平台。根据实测气象资料和设计资料,对冰情数学模型中的相关参数进行了率定和检验。在此基础上,研究了冰期明渠反向安全输水的水力约束条件,通过模拟调蓄工程典型气温年工况下畅流期、冰盖形成期、稳封期、消融期等冰情演变过程,分析了反向输水的输水能力和冰情特性,并与正向冰期输水能力进行了对比。计算表明,通过控制抽水流量使各渠段泵吸水口拦冰(拦污)设施、倒虹吸或闸门位置处断面佛汝德数满足快速成冰的约束条件,可以保证反向输水;典型年气温下沿程冰厚略小于正向输水工况,且形成冰盖时最大水位波动为0.35 m;从冰封起始的12月中旬提前1~2周启动冬季输水运行工况较为适宜。研究成果可供决策管理部门在冰期制定北京多水源联合调度方案时参考。     

不同空化条件下轴流泵反向发电压力脉动特性研究

以南水北调某泵站为模型,对该泵站大型轴流泵反向发电发生空化条件现象进行全流道数值模拟。对反向发电工况下空化现象进行定常与非定常研究,并与试验结果做比较,得出了水泵反向发电时发生不同空化条件下的气泡体积分布规律,并预测了叶片发生空化的发展特性。在反向发电工况下对三个监测面的压力脉动进行研究,得出压力脉动幅值在导叶进口处最小,转轮出口处幅值最大,约为转轮进口处7倍,水流受转轮转动影响严重,主频为转频。不同空化数下转轮前后的压力脉动幅值随着空化系数减小而增大,压力脉动主频不受空化系数影响。空化数越小,叶片受到的径向力减小,轴向力增加,加剧转轮的不稳定性。为确保轴流泵反向发电运行的稳定与高效,应使得装置在较高的空化系数下运行。     

水泵水轮机无叶区压力脉动产生机理研究

抽水蓄能电站厂房振动问题是影响电站及电网安全稳定运行的关键技术难题。本文首先介绍了水泵水轮机无叶区压力脉动的幅值和频率特性,总结出无叶区压力脉动幅值大于其它位置、水轮机工况无叶区压力脉动幅值大于水泵工况、水泵水轮机水轮机工况大于常规混流式水轮机等规律性特征,指出了无叶区压力脉动的主频为叶片通过频率。其次,本文应用自由涡环量等于常数原理,通过对水泵水轮机水轮机最优工况远离运行区、水轮机工况转轮叶片进口速度三角形、飞逸转速工况压力脉动幅值最大等问题的深入分析,提出了水泵水轮机水轮机工况无叶区高幅值压力脉动源自于转轮叶片进水边正面脱流产生的自由涡这一机理性认识。     

后置灯泡贯流泵压力脉动特性数值模拟

为研究不同工况下某南水北调泵站后置灯泡贯流泵叶轮导叶压力脉动规律,通过计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD)对偏流量、偏水位工况叶轮导叶区压力脉动进行计算与分析,结果表明：叶轮导叶区压力脉动时域图周期性明显,叶轮叶片个数对压力脉动主次频有一定影响,叶轮导叶区主次频均为整倍数叶频,叶轮导叶区压力脉动幅值整体从轮缘到轮毂呈减小趋势,叶轮区的压力脉动幅值明显大于导叶区。非设计水位工况下叶轮导叶区压力脉动幅值略大于设计工况,主次频未发生明显变化;非设计流量工况中小流量工况与大流量工况压力脉动幅值均大于设计工况,各个监测点的小流量工况压力脉动幅值为设计工况的2~3倍,且在此工况下低频脉动明显。可见非设计工况运行对机组压力脉动幅值的影响较大,长期在非设计工况下运行严重影响机组运行效率,泵站运行应尽量避免非设计工况运行的情况。研究结论可为泵站日常运维和研究异常水力振动提参考。     

深孔压力进口段与明流泄槽连接反向压力双弯道洞的水力设计

本文提供压力进口段后压力弯道段和明槽相接的一种新型形式——反向压力双弯道衔接段。它可以平衡由于弯道而产生壁面两侧压力差和流速差,从根本上解决压力孔口出流流态问题。本论文从动量方程解决反向双弯道内任一位置的压力、流速计算公式,也包括单一弯道内任一位置的工况。     

伸缩缝防渗结构聚脲基涂层剥离破坏研究

水工建筑物普遍存在伸缩缝渗漏破坏问题,其破坏机理亟待研究。本文基于南水北调工程实际背景,引入损伤断裂力学理论,建立了内聚力单元的有限元仿真模型,并根据防渗涂层剥离试验的反向压力-位移变形数据,给出了适合于聚脲基复合防渗体系黏接层内聚力单元的刚度和黏聚系数等参数。计算了剥离反向压力,分析了聚脲基防渗涂层厚度对剥离临界反向压力的影响,以及水压力和伸缩缝扩展位移工况下,涂层厚度、涂层弹性模量和内聚力单元切向黏接强度对涂层剥离破坏长度的影响。数值计算结果表明,剥离反向压力与剥离试验的结果基本一致,说明内聚力模型参数的合理,能够有效模拟聚脲基复合防渗涂层剥离破坏的力学机理。同时,水压力和伸缩缝扩展位移工况下的分析结果,也说明了建立的聚脲基防渗涂层破坏分析方法对伸缩缝的防渗设计具有定量的指导作用。     

水轮机抬机原因分析及对策

姚庄水电站试运行过程中,其两台机组在事故停机时均存在严重的抬机现象。造成抬机的原因有两种,一是尾水管内发生反向水击;二是水轮机处于轴流泵工况。分别分析了这两种情况下抬机的物理过程和处理对策。姚庄水电站抬机是因为轴流泵工况和尾水管反向水击同时存在,只是在不同水力条件下,两者影响程度不同。故将原事故情况下由电磁阀动作关导叶改为由开度限制伺服马达关导叶,解决了轴流泵工况造成抬机。同时,对顶盖上的真空破坏阀进行了调整,有效地防止了抬机现象,收到了良好的效果。     

基于ANSYS的某水闸除险加固稳定性分析研究

依据某水闸除险加固设计方案,利用ANSYS建模与理论计算模型,开展水闸的渗流、翼墙及闸室应力稳定性分析,采用拆除全部闸墩,保留闸室底板;以1.5孔1联重新修筑底板结构;拆除上、下游全部翼墙,以原有底板地基重新设计建设对称分布重力式翼墙.研究获得了闸室在正、反向挡水工况下渗透压力最大值分布区域与渗透坡降值,均低于允许值0...     

三峡水电站ALSTOM机组低水头运行稳定性分析

混流式水轮机的水力稳定性与机组水力工况密切相关。以三峡电站左岸6号机组稳定性试验为例，分析了ALSTOM机组的低水头运行稳定性。根据试验分析结果，可将机组运行工况划分为小负荷区、涡带振动区、大负荷运行区。小负荷区机组效率较低，机组不宜在此区间运行；大负荷区机组运行稳定性最佳，但机组应避开强涡带工况区和特殊频率振动区运行。     

向家坝水电站正反向倒换阀门优劣分析

水电站技术供水系统通常将冷却设备技术供水设计成可实现正、反向倒换的形式,通过水流的正向及反向流动来冲刷冷却设备换热面积聚的物质。介绍了向家坝水电站用于机组及主变冷却系统正反向供水倒换的水力控制阀、三通转阀、电动蝶阀的实际应用情况,分析了3种阀门应用过程中的优缺点,并提出了阀门选型建议：在向家坝水电站坝后式厂房中技术供水系统正反向倒换阀组可选用合电动蝶阀,在地下厂房中技术供水系统正反向倒换阀组可选用电动三通换向阀,并为阀门提供可靠的电动执行机构。     

江厦潮汐试验电站两种结构型式发电机的初步探析

江厦潮汐试验电站于1985年底建成,是目前我国最大的潮汐电站。电站工程分二期完成,共装机组五台。一期工程的两台机和二期工程的三台机是两种不同结构型式的机组。其中1~#和2~#机是具有行星增速器能正反向发电和正反向泄水的四工况机组(以下简称“增速”机组),3~#、4~#和5~#机则