大型立式泵站簸箕型进水流道三维紊流数值模拟

针对典型的簸箕型进水流道 ,应用紊流模型对流道内部流态及水泵吸水管各断面流速分布进行了数值模拟 ,计算结果符合实际情况。数值计算揭示了簸箕型进水流道内流动规律 ,进水流道吸水管下方存在奇点 ,如相关设计参数不当易产生漩涡。根据计算分析 ,提出大型泵道簸箕型控制参数 ,对于工程设计有重要参考价值     

30°斜式进水流道数模分析与泵装置特性试验研究

利用三维湍流数值模拟对某30°斜轴进水流道水力特性进行了分析,研究了设计流量工况下流道的内部流场、不同横断面和纵剖面速度等值线、出口断面速度均匀度和速度加权平均角以及流道水力损失。研究结果表明,斜式进水流道水流处于均匀渐缩,内部流态良好,无漩涡或脱流,出口断面流速分布均匀度Vu=98.2%,速度加权平均角度θ=88.42°,流道水力损失Δh=5.9cm,流道型线合理。试验研究了30°斜轴模型泵装置能量特性、空化特性和飞逸特性,得到5个叶片角度下模型和原型泵装置能量特性曲线、3个不同叶片角度下空化特性及叶片角-2°下的单位飞逸转速和单位飞逸流量。试验结果表明,模型泵装置最高效率随叶片角度减小而增大,叶片角-4°时的最高效率可达83%,较大范围运行工况下的空化性能优良,飞逸转速安全。研究结果对低扬程泵站水力优化设计具有重要的参考价值。     

大型进水流道进口优化布置的数值模拟研究

针对1000MW大型电厂进水流道工程实际,应用k-ε紊流模型对集水池及进水流道口附近流场进行了平面二维水流数值模拟计算,并利用物理模型进行了验证。通过流场分析,提出了紧凑短流道的优化平面布置,改善了引水段导墙与人字柱支墩的形式。模拟成果表明：优化方案调整了流道进口流态,保证了各流道的进流均匀、水流稳定。针对非正常低水位运行时的进流不均匀状况,利用动静压差,设置旁侧斜向补流孔,有效的调整、提高了内侧流道进流条件。     

3种泵轴倾角斜式进水流道水力性能的比较

采用三维湍流流动数值计算的方法,对泵轴倾角为15°、30°和45°的3种斜式进水流道的水力性能分别进行了较为深入的研究,并对3种泵轴倾角的斜式进水流道分别进行了流道模型试验研究.结果表明:3种泵轴倾角斜式进水流道内的流态平顺均匀、水力损失小、水力性能优异,可为水泵叶轮室进口提供近乎理想的流态;斜式进水流道出口的目标函数...     

大型泵站新型钟形进水流道流动特性的研究

钟形进水流道是我国大型泵站采用的两种最主要的进水流道形式之一.由于我国西南部地区年平均气压较低,在不增加基建投资及保障泵装置正常运行的要求下,提出了一种新的使通流面积变化率K趋近于常数的设计理论方法,对泵站的进水流道进行设计,并通过数值计算对新型钟形进水流道的流动特性进行了研究.结果表明:新型钟形进水流道的出口速度分布均匀度及速度加权平均角非常接近最理想值,完全满足叶轮室进口的流动要求;该设计方法已成功地用于云南某电厂4 × 600MW机组泵站进水流道的设计.研究结果为完善和简化传统钟形进水流道关键通流部件的设计提供了重要的理论依据.     

大型泵站双孔出水流道偏流分析

原型观测和模型试验都表明,轴流泵和导叶式混流泵双孔出水流道两孔流量不等,存在偏流.指出流道水力损失与水流环量有关,分析偏流对流道水力损失和泵装置效率的影响,研究偏流形成机理,提出消除偏流的方法.结果表明:水泵出流环量和出水弯管二次流共同作用形成了出水流道偏流,偏流使出水流道水力损失增大,泵装置效率下降.增大后导叶出口安放角,可以消除环量和偏流,提高泵装置效率1.6～2.4个百分点.     

泵站前池与进水池整流方案数值模拟

针对田山一级泵站采用闸门控制前池与进水池水位形成闸下射流的引水特点,提出了改善前池与进水池水流流态的不同整流方案.采用雷诺时均N-S方程结合标准k-ε的湍流模型,对不同整流方案的前池与进水池水流流态进行数值模拟,分析并选择了合适的整流工程措施.模拟结果表明,采用非连续底坎、非连续挑流坎与压水板三种整流措施相结合的方案后...     

循环水泵房进水流道水力特性试验及研究

内蒙古托克托电厂二期工程循环水泵房因受场地限制设计了两种不同的流道形式,其中3号机进水前池的底坡设计为23.7,°大于规范要求的底坡不宜陡于1∶4,对这两种流道的模型试验结果表明,在7 m以上水深时3号机循环水泵能正常运行,但4号机进水流道流态及各项性能指标要明显优于3号机。由于4号机进水流道设计非常合理,对类似工程具有一定的推广价值。     

钟形箱涵式进水流道泵装置特性模型试验研究

对钟形箱涵流道过流特性及流态进行了试验分析,结合浦东薛家泓泵站模型试验,对钟形箱涵流道立式潜水轴流泵站模型泵装置的能量、气蚀、飞逸特性进行了全面试验研究,得出泵装置综合性能曲线及飞逸特性曲线,同时用示踪线法对进水流道内的流态进行了观察研究,试验分析了不同导流方案对模型泵装置能量特性的影响,提出了改善流态的有效措施,对优化设计高效潜水轴流泵装置提出了几点建议。研究成果不仅对薛家泓泵站设计和施工提供了必要依据,对提高泵站运行维护水平,保证同类泵站安全可靠运行起着重要的指导作用。     

某核电站一期工程循环水泵进水流道模型试验探讨

循环水泵进水流道的合理设计是核电站循环水泵和循环水系统安全经济运行的前提和重要保证。依据重力相似准则,对某滨海核电一期工程按照1∶30相似比尺设计了循环水泵进水流道试验模型,进行了流道流量分配、自由表面涡和水中涡等试验。根据试验结果确定了整流措施和消涡装置。研究结果对工程建设具有实际意义,为后续循环水泵进水流道设计奠定了良好基础。     

东深供水工程梯级泵站的优化调度

本文采用大系统分解-协调模型，对梯级泵站联合运行时的优化方案进行了求解。计算中考虑了不同地区、不同时间段的电价对优化调度的影响。在子系统的优化过程中，各泵站内部单台机组的性能可以完全不相同。这种方法也适用于单个泵站多型号机组分时段运行时的优化调度。     

低扬程大型泵站停泵动态特性计算

基于刚性水锤理论,分析和表达了低扬程大型泵装置水力特性和泵机组动力学特性,并运用最小二乘曲面拟合的方法仿真模拟了水泵的全性能曲线,建立了事故停泵动态特性计算的有限差分非线形方程组,采用了牛顿-莱福森(Newton-Raphson)迭代法对方程组进行求解。该数学模型被应用于模拟南水北调淮安三站贯流泵机组事故停泵过渡过程计算。     

贯流式机组桨叶与导叶全三维联合设计

为了充分反映水流经过导叶后的流态对桨叶入流的影响,本文建立了灯泡贯流式机组桨叶和导叶的全三维联合反问题计算模型。在包括桨叶和导叶的计算域中,求解联立的控制方程,同时设计得到了导叶和桨叶的空间叶型。采用联合设计和单独设计模型分别设计了一低水头贯流式机组的桨叶和导叶,并在设计工况下对其进行了全流道湍流数值模拟。性能预估结果表明,与单独设计相比,联合设计的桨叶进口边附近压力分布得到改善,导叶和桨叶段的联合损失减小,转轮效率提高。     

反坡段对侧式进/出水口水力特性影响研究

对于抽水蓄能电站侧式进/出水口,因进/出水口底高程低于库底高程,进/出水口与库区设反坡明渠连接,反坡坡比的大小将影响进出水口水力特性.目前缺乏反坡坡比建议值指导进/出水口设计,本文通过数值模拟研究了6种不同坡比1∶1～1∶6对进出水口水力特性的影响.结果 表明,对于进/出水口水头损失系数、拦污栅断面流速分布只有在进流工...     

侧式进/出水口及邻近围堰环流消除优化研究

抽水蓄能电站侧式进/出水口施工完成后,往往对其施工围堰采用不完全拆除方式,从而形成残留围堰.当水库运行水位较低时,进/出水口前方水面在残留围堰和地形的影响下,很可能出现不利环流现象.这种不利环流,在出流工况下易造成进/出水口前方水面波动较大,在进流工况下易诱导进/出水口上方形成有害漩涡.本文以潍坊抽水蓄能电站下水库侧式...     

水轮机最优PID调节器

本文首次导出了水轮机PID调节器在二次型性能指标下的最优控制解析法,它比目前常用的“仿真寻优”法准确、简便,适用于各种类型的水轮机PID调节器。