水泵进水流道水工模型试验研究

取水口工程为LNG接收站的重要组成部分之一,取水安全直接影响LNG接收站的正常运行。结合LNG接收站水工模型试验,对LNG接收站取水口的水力特性进行研究。工程采用的钢管桩内取水设计方案在国内较为新颖,属于非常规取水结构。定量地分析水位变化、流速变化、不同泵型流道以及淹没深度变化对取水桩内流态的影响。其研究成果可为工程设计提供更为可靠的设计依据。     

泵站斜式进水流道水力特性试验

由斜式进水流道模型水力特性试验得到了进水流道的水力损失和出口流场的分布 ,分析了进水流道出口流场对水泵及其装置性能的影响 .     

大型泵站双向进水流道三维湍流数值分析

运用CFD商用软件对大型泵站双向进出水流道立式轴流泵装置进行了三维湍流流动和水力性能模拟,分析泵装置内部的流场和水力性能。结果表明：双向泵站进水流道逆水侧存在回流区,靠近喇叭管的近壁处有涡带产生,极易被叶轮室吸入,加剧水泵机组震动;出水流道进水流速不均匀,流态紊乱,且有旋涡产生,水力损失显著增大,进而降低了整个泵装置性能。     

基于PANS的轴流泵簸箕形进水流道水力特性

为研究簸箕形进水流道轴流泵模拟计算适用湍流模型,基于CFD软件k-ε湍流模型及二次开发修正PANS湍流模型进行三维数值模拟,结果表明:修正PANS湍流模型能捕捉各种湍流尺度的漩涡,能够反应更多内部流动的细节特征;为研究隔墩、隔墩长度及后壁距对进水流道内部水力特性的影响,提出4种方案。结果表明:方案3中进水流道喇叭口外壁附近点压力脉动幅值最小,点J3、J4脉动幅值约为原始方案的77%、62%;方案4中进水流道内部流动特性最好,水力损失最少,约为原始方案的25%。     

H/D值对肘形进水流道水力特性影响的数值模拟

水泵叶轮中心线到进水流道底板的距离H与水泵叶轮直径D之比值(H/D),是进水流道的一个重要的设计参数,直接影响到泵站工程土建投资和水泵装置性能。本文采用有限体积法和非结构化网格,数值模拟了大型泵站肘形进水流道内部流场,并以水泵进口水流条件为目标函数,分析了不同H/D值对其水力特性的影响。计算结果表明,H/D值对肘形进水流道出口水流轴向流速分布均匀度影响较小,但随着H/D值的减小,流道的水力损失迅速增加,出口水流偏流角迅速增大,对水泵的进水条件产生不利影响,是制约H/D值进一步减小的重要因素。     

立式混流泵站进出水流道水力优化

为得到某大型混流泵站进出水流道最优设计方案, 基于 CFX 软件, 对进出水流道内水流流态进行数值模拟研究。以泵站进出水流道初步设计方案为基础, 对流道型线进行优化研究: 通过调整进水流道断面参数, 得出进水流道优化方案; 通过改变虹吸式出水流道上升角与下降角, 得到水力损失最小的出水流道型式。最终结果表明: 当进水流道流速和流道长度、断面面积和流道长度的关系曲线光滑无突变时, 流道内无不良流态, 符合优化设计要求; 当出水流道上升角为22°下降角为 29°时, 泵站出水流道流速分布较为均匀、水力损失最小。由此得出所选泵站最优设计方案。所得结果对大中型泵站的流道优化有指导作用。     

大型泵站箱形进水流道内部流动数值模拟

箱形进水流道在我国的大型低扬程双向泵站已有较多的应用。本文应用雷诺时均方程和标准k—ε紊流模型对某大型泵站的箱形进水流道内部三维流动进行数值模拟,深入分析了进水流道内不同断面的流速和压力分布,揭示了箱型进水流道内水流的流动规律,并预测了不同工况下进水流道内的水力损失,计算结果可供大型低扬程泵站的设计、改造参考。     

大扩散角进水流道水力诊断及优化

为解决大型火电站循环泵顽固性振动,采用雷诺时均N-S方程和Realizable k-ε湍流模型,对1 000 MW超超临界火电机组并联泵循环水流道与循环泵内水力状况进行FLUENT三维数值诊断性分析,模拟研究了进水流道内的流体流动形态、流速分布以及泵体周围和喇叭口周围流场的水力问题,并依此对循环水道进行了优化整流方案研究。研究结果表明,循环水流道前池过短且为不规范矩形,由引水段冲入的流体无法在前池内得到充分发展扩散,吸水室内水流流态严重偏流乃至贴壁流动,近壁流体流速差可达0.3 m/s;喇叭口处截面流速严重不对称,循环水泵周围流场紊乱,来流两侧水流流速差异过大,流速差最大可达0.5 m/s,进水条件恶劣。采取针对性优化整流方案后,进水流道内水流流态分布更加均匀,水泵进水条件得到显著改善。     

循环水泵房侧向进水流道水力优化设计及模型试验

论述了侧向进水条件下流道水流的水力特性及常用研究方法,并以彭城电厂循环水系统为例,采用物理模型试验与数值模拟相结合的手段,优化设计泵房侧向进水流道.文章重点针对原设计方案下冷却塔集水池出口及回水明沟内的不利流态,采用多种整流措施,有效改善了回水明沟内水流流态及吸水室内流速分布的不均匀性,优化后的推荐方案能够满足循泵安全稳定运行的要求,研究成果也为其它类似的大中型循环水泵工程提供了参考.     

竖井式进水流道尺寸对水力性能的影响

根据南水北调东线工程邳州泵站的基本参数,基于进水流道三维湍流流动数值模拟方法,研究了竖井式进水流道控制尺寸对其水力性能的影响。揭示了竖井式进水流道长度、宽度和高度等控制尺寸对进水流道出口流速分布均匀度、流速加权平均角度和水头损失的影响规律和原因,并分析了流道内的流速分布情况。研究结果表明:控制尺寸对竖井式进水流道水力性能影响较为显著;控制尺寸的增加明显提高了竖井式进水流道的水力性能,当增加至一定值后,影响趋于平缓;邳州泵站竖井式进水流道方案控制尺寸取值合理,水流收缩平顺均匀、流线层次分明,流道内无任何脱流或旋涡等不良流态,水头损失小。本项研究结果可为竖井式进水流道的水力设计、控制尺寸的合理确定提供理论依据。     

引黄济青倒虹吸水工模型试验研究

以弥河倒虹为例。通过水工模型试验,研究了引黄济青工程倒虹进口的水流流态、水头损失、挡冰性能等问题,并论述了倒虹吸设计中进口布置对水流条件的影响。指出：平原地区倒虹的水头损失不大;形成冰坝的决定性因素是水面流态;为消除通气槽中的水面震荡现象,应将通气槽改为通气孔;为避免发生水跃,应取消设置沉沙池。     

李家河供水工程调节池水力学模型试验

李家河供水工程为长距离有压重力输水管道工程。为减小管末端静水压力及水锤压力,将管道分成2段,在每段末端设矩形调节池,调节池兼消力池。对矩形长调节池的消能做了水力学模型试验,以观察流态,实测最大流速及真空度、检验效能效果,最后提出调节池的尺寸等方案,并对矩形长调节池与圆形池比较,其结果可供同类工程参考。     

大淹没出流闸坝泄流能力的试验精度及其改进措施

低水头水利枢纽对泄流能力的试验精度要求较高，一般水工模型试验的精度难于满足工程要求，在分析了造成试验偏差主要因素的基础上，提出改进措施，以提高试验的精度。     

感潮河段水力模型试验

以一个实际工程为例,简要介绍了河道在径流和潮汐双重作用下水力模型的设计、制作过程,并结合先进的仪器设备达到了理想的试验效果。该模型可用于水力模型的设计参考。     

双河水库溢洪道水力特性试验研究

受地形限制,双河水库溢洪道进口段形式较为复杂,致使控制段横向水深分布极为不均、泄槽段出现明显菱形冲击波及横向水面差。为改善溢洪道的水流流态,对进口导墙布置及控制段闸墩体型进行局部修改。修改后,控制段及泄槽水流流态得到了明显改善。试验成果对类似的工程设计具有参考借鉴意义。     

不同入射角对河流弯曲演变的影响

水流经一定的入射角进入河道后,引起横、纵向的泥沙运动,导致床面形态发生剧烈变化,这对河道初始阶段的弯曲演变具有显著影响。通过自然模型实验的方法,借助模型小河来探讨这一过程。实验表明,入射角对河道初始阶段的弯曲演变具有显著作用,入射角改变了起始阶段的弯曲度和输沙规律,加速了河弯的出现,且随着入射角的增大,河道的弯曲度呈增...     

矩形明渠消力池水跃的水头损失研究

为了研究沿程水头损失与局部水头损失的变化规律,根据沿程水头损失的基本定义,推求矩形明渠消力池水跃区沿程水头损失与床面阻力系数、水跃共轭水深比、跃前断面宽高比及跃前断面水深的理论关系,提出了矩形明渠水跃区沿程水头损失及其系数和局部水头损失系数的理论公式,给出了沿程水头损失系数、局部水头损失系数和总水头损失系数的简单拟合公...     

水工模型试验在小水电设计中的重要性研究

在大中型水电站建设中,水工模型试验的重要性已广为大家认可。可是在小水电的建设中,却没有得到一致的认可。有人认为模型试验的结果是设计的前提;还有人认为是没有必要的,他们强调小水电的规模小,相对大中型水电站投资少、经费不足、技术问题不复杂等。由于对水工模型实验的忽视,造成许多小水电站的设计未经模型试验的方案对比,从容的定设计方案,施工匆匆破土动工,其后果是工程后患无穷或是造价大大提高。     

大型水电站福伊特水轮机模型试验研究

为了检验某大型水电站水轮机的水力特性,进行了水轮机福伊特模型验收试验,包括尺寸检查、效率试验、出力试验、飞逸试验、空化试验、蜗壳差压试验、压力脉动试验、导叶水力矩试验、轴向水推力试验、筒阀下拉力试验等内容。试验结果表明：模型水轮机及换算得到的原型的效率、出力、空化、压力脉动、飞逸、轴向水推力、导叶水力矩、筒阀压力等性能指标均满足合同技术要求。     

隔水边界附近围岩渗透性变化时隧道涌水的渗流模型

根据各向同性岩石中隔水边界与水平方向的夹角,在岩石渗透性随深度呈负指数衰减条件下,分两种情况给出了二维稳定流隧道涌水量的解析解和数值解.分别对隔水边界距离和隧道埋深对隧道涌水强度的影响,以及岩体中上下水位的巨大差异进行了理论分析.此法可用于预测隧道涌水量,并给出了算例及关系曲线.