大体积薄壁混凝土墩墙结构早龄期开裂过程的数值模拟

水工大体积薄壁混凝土墩墙结构在早龄期温度变形、自生体积变形等荷载作用下易出现多条竖直贯穿性裂缝,目前常用的应力计算方法无法模拟出工程结构的开裂过程和裂缝数量。将开挖释放荷载理论引入混凝土早龄期温度场和应力场计算中,编制了相关程序,模拟施工期的大体积薄壁混凝土墩墙结构的开裂过程。结果表明,墩墙结构在早龄期开裂过程、裂缝分布、裂缝数量与实际较吻合,且程序的计算效率较高。     

混凝土闸墩施工期冷却水管温控防裂效果分析

针对闸墩大体积混凝土结构施工期或运行期易开裂而影响施工质量,基于燕山水库工程闸墩混凝土结构施工方案和现场环境资料,仿真计算了温度场和应力场施工期和施工后期全过程的冷却水管方案设计.仿真结果和现场实测结果表明,该措施设计与实施有效可行.     

导流墩偏斜角度对侧向进水泵站前池整流效果的影响

为改善某侧向进水泵站前池内存在的漩涡、偏流等不良流态,设置了多组偏斜导流墩方案,采用计算流体力学软件CFX模拟施加整流措施后的侧向进水泵站前池水流,以漩涡面积、斜流偏斜角度及回流规模作为评价依据对各方案进行评价比选.结果 表明,随着导流墩角度增大,墩前漩涡逐渐减小,墩后漩涡缓慢增大,导流墩的最佳偏斜角度为12°.采用最...     

楔形导流墩对泵站大扩散角前池整流效果的影响

针对大扩散角前池存在大尺度回旋等不良流态的问题,采用数值模拟方法研究了在前池斜坡段增设楔形导流墩后的水流运动规律,并以水泵流量分配均匀度为目标函数,探究了单因素改变导流墩导流夹角α及长度L对前池不良流态的影响,并进行了模型试验验证。结果表明,无整流措施时,前池中主流过于集中、有对称立面旋涡出现,严重影响前池扩散水流,甚至水流裹挟旋涡,进一步影响进水池内流态。在距前池进口4 D(D为水泵叶轮直径)处,增设导流角度α为90°、长度为2.5 D的导流墩后,能明显改善前池流态,水流可均匀进入各进水池。     

不可凝气体对大扁管空冷凝汽器性能的影响分析

为了研究不可凝气体(non-condensable gases, NCG)对火电与光热发电机组上广泛使用的大扁管空冷凝汽器性能的影响,以工程机组凝汽器上普遍应用的通流面积220 mm×20 mm的大扁管为研究对象,针对汽轮机典型工况下的实际蒸汽流量,基于Lee相变方程、VOF方法以及组分扩散模型,对蒸汽与NCG混合气体管内两相流凝结换热进行数学建模与数值计算。结果表明：由于大扁管的狭窄通流几何结构与高蒸汽流量,NCG对管内蒸汽凝结的抑制效果要远低于预期;当入口空气质量分数按2%增加时,凝结管凝结换热系数仅下降2%左右,这与NCG导致低流量圆管凝结性能急剧下降的结论不同;空气正常泄漏不会导致空冷凝汽器性能下降而影响发电机组效率。     

大型泵站混凝土施工期削峰强度与水化热抑制剂、冷却水管参数的关系探究

大型竖井贯流式泵站的结构比较复杂,各浇筑块的结构和尺寸不尽相同,温控指标也不同,特别是夏季施工时,温控防裂难度大。对于不同结构部位,应采用精细化的削峰强度指标。利用等效冷却算法分别模拟不同水化热抑制剂掺量和不使用水化热抑制剂情况下,长方体浇筑块在不同水管间距、通水水温、通水流量下的温度峰值削峰强度,提出了一系列定量公式。可根据水化热抑制剂的掺量和削峰强度指标,通过所提公式计算相应通水水温的冷却水管布置密度和通水流量。研究结果可为类似泵站在高温季节施工的定量温控措施制定提供参考。     

加装进口消旋装置对直接空冷凝汽器性能的影响

提高直接空冷凝汽器大风工况下的换热性能对于保证其安全和经济运行具有重要意义.以600MW直接空冷凝汽器为研究对象,研究了在进风筒下方加装消旋装置对空冷单元换热性能的影响.设计了8种进口消旋装置,并对其结构参数进行了优化.结果表明,加装消旋装置可改善风机进口气流畸变现象,缩减进风筒内旋涡的范围,有效提升风机通风量,大大提...     

主导风向对直接空冷凝汽器换热效率的影响

采用SIMPLE算法和k-ε模型,对2台600 MW直接空冷机组的空冷岛外部流场进行了数值模拟,分析了不同主导风向对空冷岛外部流场及空冷凝汽器换热效率的影响,探索了机组换热效率最高及最低时主导风向的范围.结果表明:在同一主导风向下,风速越大,换热效率越低,当风速从3 m/s增大到9 m/s时,换热效率降低了14.3%;在相同风速条件下,当主导风向与空冷平台夹角成135°～150°或者30°～45°时,空冷凝汽器的换热效率最高,当风向角在270°附近时,效率最低,两者效率之差达8.7%.     

泵站进水泥沙淤积特性及其对泵装置性能的影响研究

含泥沙水流对泵站安全高效运行具有重要影响,开展多泥沙河流取水泵站防淤积研究具有重要意义。以某多泥沙河流泵站为研究对象,采用欧拉-欧拉多相流模型,在不同进口流速、泥沙粒径和浓度条件下,研究肘型、钟型、簸箕型和箱涵式进水流道的泥沙淤积特性,优选出防泥沙淤积效果最好的肘型进水流道进行泵装置性能研究。研究结果表明：前池斜坡段至进水流道底层形成低速区易造成泥沙淤积;设计工况下,肘型进水流道防淤效果最好,而箱涵式进水流道最差,多泥沙河流泵站优选肘型进水流道;流速、含沙量和粒径对泥沙淤积程度影响很大。相同流量工况下,泵装置的扬程在含沙水介质情况下降低,功率增加,效率下降,三者变化的幅度随着流量的增加而增大。本文研究成果可以为多泥沙河道取水泵站防泥沙淤积设计和优化运行提供一定参考。     

单侧导流墙设置对氧化沟流动特性影响的研究

氧化沟内水体流动比较复杂,弯道导流墙的设置能够改善氧化沟处理污水的效率。本文采用多参考系模型,对32m(L)×8m(W)×4m(H)氧化沟内的流场进行三维数值模拟,并对比了曝气机功率为12kW,叶片浸深为0.2m、高为0.97m,单侧有无导流墙时氧化沟内的流场。模拟结果表明:表面曝气机附近有、无弯道导流墙两种工况中,无导流墙时表面曝气机对氧化沟中水流的混合推动力最大,效率最高,最节能。     

含有冷却水管混凝土结构温度场的三维仿真分析

研究了水管冷却混凝土结构温度场的三维仿真计算方法，并将子结构技术应用到温度场的计算中，算例表明，该方法对于含有大量冷却水管混凝土结构的温度场精确求解问题是可行和有效的。     

考虑水管冷却及表面保温的闸墩施工期温度应力场仿真分析

鉴于施工期的混凝土内外温差及变形约束是闸墩产生温度裂缝的主要原因,基于温度应力场和水管冷却算法等基本理论,通过与施工现场的温度监测数据的对比分析,反演混凝土热学计算参数,利用三维有限元计算软件进行闸墩施工期考虑水管冷却的温度场及应力场仿真计算。结果表明,水管冷却温控效果良好,但混凝土表面因降温幅度较大而产生早期较大的拉应力,应进一步做好表面保温措施,降低混凝土内外温差。     

基于精细有限元的大体积砼水管冷却效果研究

基于精细有限元方法,结合实际工程的局部坝段模型,仿真分析了不同冷却方式对施工期水管的冷却效果,阐述了冷却过程中水管周围的混凝土温度场和应力场在时间及空间上的分布状态和变化规律,量化了水管附加温度应力.结果表明,对于施工时仓面较大的水工混凝土结构,应尽量采用通仓同步冷却来控制混凝土内部温度,避免在同一浇筑块中由于冷却方式各异而导致温度裂缝出现.     

混凝土水管冷却效果敏感性分析

针对冷却水管设计过程中为达到良好的冷却效果及经济效益,运用混凝土水管冷却的三维有限单元法对影响水管冷却效果的因素进行了量化分析,且结合已建工程应用经验推荐了几个主要控制性参数的适用取值.     

大型泵站混凝土底板冷却水管布置方案研究

针对泵站混凝土底板浇筑后早期表面易产生拉应力、"由表及里"开裂风险的问题,利用非线性有限元软件Midas FEA研究了埋设有冷却水管的泵站底板三维非稳定温度场,分析了冷却水温、通水流量、水管材质、管径、管距及单根水管长度对冷却效果的影响,并综合考虑冷却效果和工程成本,提出了较为合理、经济的布置方案。     

水管冷却混凝土温度场的精确计算与应用

简要介绍了基于水管与混凝土之间热量交换的能量守恒原理、水管冷却混凝土温度场的精确算法及有限元数值计算方法。算例和试验验证，该迭代方法具有很高的计算效率和精度。应用该精确算法为几个大坝仿真分析，均取得了很好的效果，证明该算法具有良好的工程应用前景。     

冷却水温变化对凝汽器传热性能影响的定量分析

采用数值计算方法对不同工作条件下凝汽器壳侧蒸汽的流动传热进行了模拟,通过与抽气器性能曲线的匹配,确定出凝汽器的工作点,进而定量分析了冷却水入口水温的变化对凝汽器背压的影响,计算结果表明,随着冷却水入口水温的升高,凝汽器背压的抬高幅度越来越明显。对两台不同机组凝汽器的计算表明,当冷却水温改变时两台不同机组的背压有着相似的变化规律。     

特高混凝土拱坝水管冷却效果评价

为评价混凝土拱坝水管冷却温控效果,根据混凝土浇筑到接缝灌浆各个阶段的不同特征,确立了评价指标体系,采用熵权法确定指标权重,并根据现有的温控标准,结合实际温度控制情况,运用模糊综合评价法确定水管冷却效果的评价等级。实例应用结果表明,该方法能有效判断本周水管冷却的薄弱环节,可为下周通水调整提供参考依据。     

基于Matlab的大体积混凝土温度场差分算法及应用

根据混凝土热传导方程,利用差分算法建立了混凝土内部与边界的差分格式,并利用Matlab的编程和可视化功能,对闸底板大体积混凝土浇筑21 d的温度场进行了仿真计算。通过与实测值对比分析表明,该算法的计算精度可满足工程需要,且可将混凝土温度场分布进行可视化输出。     

大型泵站底板冬季施工温度应力及保温措施研究

以南水北调东线工程睢宁二站为例,建立了泵站整体混凝土温度应力三维有限元分析模型,运用非线性有限元软件ADINA分析其混凝土底板冬季施工期温度和应力变化规律与开裂机理,研究了表面保温措施对底板混凝土温度和应力的影响。结果表明,草垫养护保温措施降低了冬季施工期泵站底板混凝土的内外温差,减小了混凝土表面拉应力,防止了表面裂缝的产生。