阻抗式调压室水头损失系数研究

根据江苏省宜兴抽水蓄能电站尾水调压室局部模型试验结果，研究具有连接管的阻抗式调压室的水力特性，并用查表计算和经验公式计算进行验证，主要研究了连接管中水流方向、连接管道直径以及流量比对调压室水头损失系数的影响．研究表明，模型试验存在一定的误差，在含调压室系统的水力过渡过程计算中，需结合模型试验结果和数值计算结果，确定阻抗式调压室水头损失系数。     

连接管对调压室涌波水位和水锤压力的影响

在传统大波动过渡过程计算中,调压室底部连接管的影响往往是作为阻抗孔来考虑,在连接管较长的情况下,采用阻抗孔处理时而忽略了连接管的水体弹性,因而容易造成较大误差。通过建立考虑了连接管及不考虑连接管时的调压室节点数学模型,采用Gardel公式来处理调压室的阻抗系数,将调压室的阻抗系数变为负荷实际情况的动态阻抗系数,并结合具体工程实例来分析连接管的长度及管径的变化对调压室涌浪、蜗壳进口压力以及机组转速所产生的影响。研究结果表明,对于连接管较长的情况,应考虑到连接管的作用,为了能充分反射水锤,连接管的面积不宜过小。     

上游串联双调压室系统合理尺寸选择的研究

为了研究上游串联双调压室系统(主调压室为阻抗式,副调压室为简单式)合理的主、副调压室尺寸,结合长引水隧洞水电站工程实例,采用水锤计算的特征线法,运用过渡过程软件建立模型,对压力引水系统过渡过程进行计算研究。分析了主、副调压室不同直径组合下的调压室最高涌浪水位、波动衰减率和蜗壳末端最大水锤压力的变化规律。研究表明:对于布置双调压室系统,随着副调压室直径增大,主调压室阻抗孔对水锤压力的影响减弱;阻抗孔直径有一个临界值点,低于该点,副调压室最高涌浪水位随阻抗孔直径的增加而降低,高于该点,则上升;若副调压室直径过大,则主、副调压室水位波动衰减较慢。研究结论对类似工程合理地选择主、副调压室直径有一定参考作用。     

有连接管的调压室水头损失系数研究

利用调压室水头损失的局部模型试验成果,研究了连接管中水流方向、连接管尺寸以及流量比对具有连接管的阻抗式调压室水头损失系数的影响。研究结果表明,调压室水头损失系数并不是仅与水流方向、连接管尺寸有关的常数,因此在对调压室系统的水力过渡过程计算中,需结合模型试验成果和数值计算结果分析确定调压室水头损失系数。     

考虑连接管的调压室水头损失系数回归分析

为研究调压室结构参数与流态工况对局部水头损失系数的影响,在物理模型实测数据的基础上建立多元线性回归模型。得到了用于计算带连接管的尾水调压室水头损失系数的回归方程,并将回归分析结果与水工模型试验结果进行比较分析。研究表明：回归分析结果与水工模型试验结果吻合度高,相应回归方程能够在分流比、管径比及水流流态的交互作用下较好地反映出局部水头损失系数的变化规律,具有很强的工程适用性,可应用于调压室水力设计中水头损失系数的取值计算。     

双机共尾水溢流式调压室过渡过程研究

由于地形、地质以及运行时的流态等原因,近期一些尾水调压室在设计时采用了室后交汇布置的形式,这种布置形式是将其底部孔口和各支管相连,因此致使在稳定运行状态下,出现了一些新的水力学问题。以一维刚性水锤及弹性水锤的特征线方法为理论基础,结合某电站工程实例,对双机共尾水溢流式调压室进行了数值模拟。结果表明,在稳定运行时,调压室两阻抗孔均存在进出流量,其值的大小与各支管流量和尾水支洞水头损失系数有关,即与支管内水头损失有关;调压室涌浪以及溢流量随着阻抗孔口及溢流堰宽度的增加而增大。     

水电站引水-尾水管道系统水力过渡过程模型试验与计算

本文针对拉西瓦水电站引/尾水管道系统，修建了一个大比尺（1/50）且部分正态、部分变态的物理模型，并通过调频电机改变导叶启闭时间，观测了机组增甩负荷时压力管道内的水流流态、水头损失、调压室涌浪及涡壳进口处的水锤压力过程线。利用模型试验实测资料，率定出调压室阻抗孔局部阻力系数的计算公式，使数值计算得到的调压室涌浪、引，尾水管道水锤压力及其过程线与模型试验吻合良好。再用数值计算弥补物理模型不能回答尾水管进口最大真空度以及模拟非线性关闭的缺陷，提出了物理模型设计可放弃弹性相似准则的结论。使模型材料不受限制。计算在缺乏水轮机特性曲线的条件下，数值求解转动方程也可得到机组最大转速及其过程线。     

龙滩水电站尾水调压室形式选择

调压室形式的选择及合理的结构布置关系到水电站洞室群的稳定、运行及投资等。为此，对龙滩水电站采用简单式和阻抗式两种尾水调压室方案进行了对比分析，结果表明：在现安装高程下，阻抗式调压室能较好地满足尾水管真空度、最低涌浪等要求，且调压室高度可比简单式略低，不需考虑下室设置等问题，结构形式较简单，布置难度不大；同时可避开断面突然扩大的问题，使得室内流态较好，有效地减小了室内的水头损失。因此，龙滩工程选用阻抗式调压室是合适的。     

有连接管的尾水调压室稳定断面问题的理论研究

基于Gardel关于T型三通管水头损失系数经验公式,研究分析了连接管处速度头以及进出调压室水体与尾水隧洞水体之间的动量交换对有连接管的尾水调压室稳定断面积的影响,并在托马(Thoma)理论的基础上,推导出了相应的调压室稳定断面计算公式,从而在理论上证明了连接管处的速度头对尾水调压室稳定断面所起的作用是不利的,而进出调压室水体与尾水隧洞水体之间动量交换则是有利的。研究表明：如果合理地选择设计连接管断面的尺寸和型式,就可以进一步减小有连接管的尾水调压室水位波动稳定所需的断面积。     

水电站尾水调压室型式的试验研究

目前，水电站的尾水调压室大多采用简单式型式，为了比较它与差动式和阻抗式尾水调压室的优劣，作者对三种型式的尾水调压室从水击波的反射特性、调压室的涌浪高低、水头损失的大小，以及工程结构的难易等方面进行了对比试验．本文通过对试验结果的分析和研究，评述了选用至动式或阻抗式尾水调压室比选用简单式尾水调压定更为经济适用，文中并有举例计算．     

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.     

构皮滩水电站尾水调压室阻抗孔口型式研究

利用1:40比尺模型,模拟了乌江构皮滩地下电站1号和2号机组共用的调压室和尾水隧洞,并通过控制锥形阀开度来模拟通过水轮机的流量过程.通过恒定流试验测量每一种阻抗孔型式下流入和流出调压室的流量系数,并对阻抗孔口大小、形状进行优化；通过非恒定流试验测量不同工况时调压室阻抗孔口不同大小、形状时调压室内的最高最低涌浪、阻抗孔板正反向压差、尾水洞沿程测点的压力变化过程等参数,探讨了不同阻抗孔口尺寸、形状对调压室内水力参数的影响.     

构皮滩电站尾水调压室阻抗孔口型式研究

利用1：40比尺模型，模拟了乌江构皮滩地下电站1号和2号机组共用的调压室和尾水隧洞，并通过控制锥形阀开度来模拟通过水轮机的流量过程。通过恒定流试验测量每一种阻抗孔型式下流入和流出调压室的流量系数，并对阻抗孔口大小、形状进行优化；通过非恒定流试验测量不同工况时调压室阻抗孔口不同大小、形状时调压室内的最高最低涌浪、阻抗孔板正反向压差、尾水洞沿程测点的压力变化过程等参数，探讨了不同阻抗孔口尺寸、形状对调压室内水力参数的影响。     

组合式差动调压室差动孔敏感性分析

针对带有连接管、竖井和差动上室的组合式差动调压室,结合某长引水式电站工程实例进行仿真计算,研究差动孔流量系数组合对调压室工作性能及有压引水系统的影响。通过对调压室涌浪变化过程、机组转速升高率及蜗壳末端压力计算成果的分析,得出只有在合适的差动孔流量系数组合下,才能充分发挥上室和升管的作用,进而提高调压室的工作性能。其结论对进一步研究该组合式差动调压室水力过渡过程具有一定实际意义,对推进该型式调压室在实际工程中的应用具有积极作用。     

水电站过渡过程计算中尾水系统糙率的取值研究

在水电站水力过渡过程计算中,为了满足调节保证计算的要求,管道各项参数指标的正确选择是至关重要的,合理的参数取值是水电站得以安全正常运行的基本保证。结合某水电站工程实例,采用过渡过程通用软件,通过分别改变调压室前管道的糙率和调压室后管道的糙率,对水电站过渡过程计算中尾水系统糙率的取值进行了深入研究。研究表明:在机组丢弃负荷过程中,在其他条件不变的条件下,尾水系统糙率的变化对尾水调压室最低涌浪水位、蜗壳末段最大压力和尾水管进口最小压力皆有影响,在水电站过渡过程计算中,尾水调压室前、后段糙率均应采用可能的最小值较为合理。这些成果对于同类工程的建设具有一定的参考意义。     

多机组水电站调压室阻抗系数的三维数值模拟

水电站多台机组共用调压室的流态较为复杂,通过模型试验的方法确定其水头损失系数时,历时较长,代价较高。本文利用fluent软件建立数学模型对某常规水电站多机组共用一个尾水阻抗调压室的阻抗系数进行数值模拟分析,分别研究调压室两种典型工况和不同机组台数组合运行时的情况,并将数值模拟结果与物理模型试验值进行了比较,证明用数值模拟方法研究水电站多机组共用调压室的阻抗系数值是有效可行的。     

水电站调压室的稳定性研究

调压室的几何形状与断面尺寸是和水头损失是密切相关的,减少尾水调压室的水头损失是优化调压室系统设计的重要内容之一.对待建及已建电站的调压室的稳定性进行分析,具有非常重要的现实意义.文章讨论了"理想"调速器情况下,忽略压力管道水流、机组和负载频率的调节过程中,调压室所需满足的断面要求.最后,重点探讨了不同水位波动情况对调压...     

新型调压室差动孔尺寸变化对水力过渡过程的影响

结合新型组合调压室阻抗式、溢流式和差动式的特点,建立了的基本方程及边界条件,结合算例对新型组合式调压室差动孔尺寸变化对隧道末端压力、调压室涌浪水位、蜗壳末端压力的影响进行了分析。结果表明:差动孔尺寸变化对新型组合式调压室水力过渡过程具有一定的影响,其结论对进一步研究新型组合式调压室过渡过程有良好的指导作用,对推进新型组合式调压室在水电站中的应用有很大帮助。     

双尾水调压室抽水蓄能电站过渡过程研究

为了研究双调压室布置的尾水系统在过渡过程中的特点,基于一维瞬变流理论对该布置形式下尾水管最小压力的影响进行理论分析,结合此类型抽水蓄能电站实际尾水布置,建立了过渡过程计算模型,对电站可能出现的多种过渡过程工况进行模拟计算。将多台机组分为两组分别布置在调压室且室后交汇,结论表明:双调压室布置能够更好地控制调压室涌浪,减少工程量;在甩负荷工况中,双调压室布置调压室流出流量变化率大于单调压室布置方案,在机组流量变化率一致时能够极大地改善尾水管最小压力;双调压室间对不同甩负荷方案的防护效果不同,多台甩负荷机组受不同调压室调节时,两调压室都能够达到较大的流出流量变化率,起到了防护作用,多台甩负荷机组受同一调压室调节时,直接调节的调压室可以起到更好的防护作用。双调压室布置为一洞多机抽水蓄能电站提供了更加灵活的甩负荷机组选择方案,对尾水系统设计与实际运行有参考价值。     

调压室阻抗孔尺寸选择的研究

为了更深入研究阻抗式调压室阻抗孔尺寸与压力引水道断面尺寸的比值关系对调节保证计算结果的影响,采用非恒定流计算特征线法,以3条引水支管共用阻抗式调压室的工程实例为研究对象,进行了水电站压力引水系统仿真计算研究。通过对调压室涌浪水位、机组最大转速升高率和蜗壳末端最大水锤相对升压值计算成果的分析,得出调节保证计算参数均满足设计规范要求的前提下,阻抗式调压室阻抗孔面积与压力引水道断面面积比值的合理取值范围为28%~46%。该结论对指导类似工程建设具有一定的实际意义。