长廊式调压室流态CFD分析及吸气旋涡消除措施研究

立轴吸气旋涡是水电工程须避免出现的有害流态.本文应用最新的CFD技术,模拟了长廊式调压室内流态并研究了一种有效抑制吸气旋涡的措施.文中首先介绍所选用的VOF带自由面流动模型和RNG κ-ε湍流模型;然后选用堰流、闸孔出流、明渠非恒定流和典型立轴吸气旋涡来验证CFD计算的可靠性和准确性;接着针对具体水电站尾水长廊式调压室进行了细致的流态分析,弄清了不良流态的成因;进而提出消除吸气旋涡的"消涡墩"措施,并且通过两个方案的对比分析验证了其良好的消涡效果.     

泵站水泵蜗形进水池的试验研究

火电厂冷却水泵进水池通常采用矩形进水池,通过分析表明矩形进水池的流态并非十分理想,水力设计尚需改进。因此提出蜗形进水池方案代替矩形进水池,并且通过模型试验来研究两类进水池水力性能的优劣。试验中采用美国进水设计标准中旋度计测量涡角检验进水性能的方法。试验结果表明蜗形进水池优于矩形进水池。研究结论和传统的泵装置性能试验结论一致,表明通过涡角检验进水性能的方法是可靠正确的。     

立轴旋涡试验与数值模拟研究

采用模型试验和数值模拟相结合的方法对侧部孔口情况下立轴旋涡的水力特性进行了研究。通过摄像法得出了旋涡表面流体质点的运动轨迹、切向和轴向时均速度。采用RNGk-ε紊流模型对旋涡的三维流场进行了模拟,自由水面用VOF法追踪,控制方程用有限体积法求解,得出了旋涡的水气交界面、时均速度和粒子轨迹。试验观测到旋涡运动具有多圈螺旋流特性,数值模拟能够在一定程度上重现试验中的立轴旋涡,时均速度的计算值与实测值基本一致,粒子轨迹上半部的旋转直径和圈数与试验较为吻合。     

核电站循环水系统进水池结构优化分析

通过控制变量的方法,对某核电站进水池拟定的结构参数大小进行适当调整,并通过数值模拟方法得出并推荐了进水池主要结构参数选取范围,从数值模拟的角度证实了该进水池拟定结构参数大小的合理性。     

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...     

抽水蓄能电站竖式进/出水口CFD水力优化

受转弯影响,抽水蓄能电站竖式进/出水口在抽水工况下往往会出现严重偏流,影响电站运行稳定性与安全性。本文采用最新的CFD方法对竖式进/出水口流态的影响因素进行模拟,分析了一系列体型与流态的规律性,提出了组合弯管结合长倒锥体的优化方案。该方案使出流的环向分布和垂向分布都比较均匀。结合具体工程,将原方案和优化方案进行对比,证明优化方案在抽水工况下的上水库孔口出流流态明显改善。     

立轴旋涡的环量分析

环量是形成立轴旋涡的主要影响因素,对环量进行定量分析,有助于进一步了解旋涡的生成规律和消除原因,目前这方面的研究成果不多。某工程溢洪道进口试验产生立轴旋涡,导致水位抬高,不能满足泄洪要求,通过设置防涡墩消除了旋涡;对这有无防涡墩两种情况进行数值模拟,分析环量的变化规律,计算和试验较为吻合。结果表明:串通旋涡稳定后,水面的环量随积分曲线半径增大而增大,水气交界面的环量则随高程降低而减小;旋涡形成过程中水面的环量逐渐增大,旋涡稳定后环量也基本不变;防涡墩的存在阻碍水流旋转,使得环量大幅度降低,可有效地消除立轴旋涡。     

天荒坪抽水蓄能电站拦污栅旋涡脱落模型试验研究

本文研究栏污栅尾流旋涡脱落频率和与之相关的栅面流速分布。这项研究是天荒坪抽水蓄能电站拦污栅流激振动试验研究的一部分。试验采用二维激光测速、测频系统进行，成果已用于天荒坪工程设计的论证，亦可供拦污栅流激振动学术研究参考。     

竖井进流水平旋转内消能泄水道流速分布与消能率的试验研究

本文为“竖井进流水平旋转内消能泄水道的壁面压力分布”一文的相关篇。在该文的基础上本文依据试验资料给出相应的流速分布的试验研究成果，并对该种泄水道的消能率进行了分析计算，对其消能机理进行了初步的探讨，试验研究结果表明，该种泄水道的消能率与起旋器出口的弗劳德数呈线性关系：在h/D≤1，消能率可近似为常数，在其它工况下，消能率与相对上下游水位差(H-h）/h的关系为指数形式。     

抽水蓄能电站进出水口水力学试验研究

本文对已有的部分抽水蓄能电站侧式进出水口的设计和试验研究资料进行了综合及分析研究,重点介绍了模型试验的研究方法、进出水口设计应注意的问题和一些试验研究成果,可供应用参考。     

工程措施对水泵进水条件影响的试验研究

立柱、底坎等工程措施常用于泵站前池和进水池流态整治 ,但对水泵进水条件的影响没有进行过定量的研究。本文采用旋度计测量水泵吸水管内的涡流强度 ,根据涡角的大小 ,定量地评价立柱、底坎、ω形后壁等工程措施对水泵进水条件的影响。试验结果表明 ,在一定的条件下 ,立柱和底坎能改善水泵的进水条件 ,但需优化立柱和底坎的设计参数及位置 ,以期获得较好的整流效果 :“ω”形后壁配合导水锥能大幅度地降低吸水管内的涡流强度 ,应进一步研究其机理     

前后串列布置的吸水管周围流场PIV实验研究

水泵进水池中沿来流方向前后串列布置多根吸水管时,其周围流场具有复杂的三维、不稳定、强紊动的特性.本文在玻璃水槽内对不同管间距条件下的吸水管周围进行了大量的PIV流场量测实验,通过流场分析显示,上游吸水管的尾流作用加剧了下游吸水口的水流紊动强度,流场多处出现表面旋涡和水内旋涡,其运动形态复杂多变.同时,随着吸水管设置间距的缩短,吸水口附近流速分布趋于不均匀,旋涡涡量逐渐增强.     

离心泵内固体颗粒运动规律的实验研究

工作在固液两相流条件下的水力机械部件普遍存在程度不一的磨损破坏,这种破坏主要是过流介质中固体颗粒对部件表面的冲蚀磨损的作用结果。本文应用高速摄影技术,全面追踪和研究了离心泵叶轮流道内固液两相流中固体颗粒的运动轨迹及规律、特别是固体颗粒与过流部件的瞬间撞击过程,系统研究了固体颗粒的粒径大小、密度、进口参数以及运行工况(流量和叶轮转速等)对颗粒运动轨迹的影响规律。固体颗粒对过流部件的冲击破坏作用主要发生在叶片工作面,质量较大的硬质颗粒主要对叶片头部区域产生高角度(60°~90°)的撞击,冲蚀破坏作用较大;质量较小的颗粒主要对叶片工作面的中后部区域产生低角度(20°~50°)的撞击,其破坏作用相对较弱。发生在这两个区域的撞击过程也存在很大的差异,颗粒撞击叶片头部后直接反射回来,与叶片中后部撞击后存在颗粒在壁面上的相对滑动过程。     

基于三元流技术的海水泵节能研究与应用

结合海水泵的实际运行工况,介绍三元流技术的概念及基本原理,包括三元流动理论的产生,三元流方程表达式及解法等。设计海水泵叶轮三元流,分析海水泵叶轮材质的选择对改造前后的参数进行对比,节电量显著。     

热泵技术在陕西的推广应用研究

通过对陕西省自然气候条件、浅层地热热储及水文地质构造的分析,研究了陕西热泵技术推广方向、机制及市场主体,介绍了热泵技术推广的具体案例。推行热泵技术,引导电能消费,实现节能降耗,是陕西省落实《电力需求侧管理办法》要求,确保完成同家规定节能量指标的重要方向。     

大型火电机组智能并退给水泵功能设计与研究

文中对给水流量控制回路的2种调节方式进行分析,并以给水流量串级调节方式为基础设计智能并退给水泵功能,对电动给水泵、汽动给水泵的各种并退工况均进行仿真试验,试验结果证明控制效果较好。     

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.     

太浦河泵站斜15°轴伸泵水力动态力分析

太浦河泵站选用斜 1 5°轴伸式轴流泵 (以下简称斜 1 5°轴伸泵 ) ,为特低扬程、大流量的水泵。它具有叶轮直径大、水泵装置流态复杂、水泵轴承受力大等特点。本文针对太浦河泵站斜 1 5°轴伸泵 ,进行了水泵装置从吸入口至出口包括叶片、导叶、弯管段等在内的整体三维粘性流动分析 ,得到了流道内部不同工况下的流动特性如压力、速度分布规律及泵特性曲线 ,以及流道内部的旋涡分布和水力损失情况。同时进行了导叶和叶轮流动动静干涉引起的三维不稳定流动分析 ,得到了叶轮在不同工况下受到的轴向水推力及径向水推力在旋转过程中的变化规律 ,从而为轴承设计提供了比较准确的受力条件。该项研究对其它斜式泵的内部流态及受力分析也是一个很好的借鉴。     

200MW机组LW4-25型循环水泵及系统节能优化改造

针对国产200MW机组的LW4-25型循环水泵进行节能改造,利用其报废叶轮进行通流部分改造,使老产品运行效率提高了19.73%～25.19%,流量提高了2198～3036m3/h,电功率下降了199.47～107.51 kW;并对电机实施双速改造,改造后1台机组年节电达297.15万kW.h,投资回收期仅为6个月,且改进简单易行,便于推广,适用于所有大型水泵。