轴流式水轮机模型试验空化观察方法探讨

水轮机模型试验时,空化观察试验由于很难定量把握,容易造成各试验台间甚至是同一试验台不同人员的试验记录都存在差异。笔者对多次试验观察经验进行总结,以轴流式水轮机模型空化试验为例,介绍一种观察方法及相关要点,为同类型试验做参考。     

水力空化技术及其研究进展

介绍了水力空化机理和水力空化技术在国内外的研究进展 ,指出了目前该领域存在的问题 ,提出了水力空化技术的发展趋势。     

KST水电站工程表孔溢洪道模型试验空化数分析

通过建立表孔溢洪道水工模型试验,在不同的水位下对模型进行观测,试验结果显示:将渐变段从20m增加到40m,流态在设计水位时,水流流态平顺,在校核水位时,水翅强度明显变弱;溢流堰段和抛物线段沿程水面线和压强分布正常,局部存在一定负压。通过对空化数计算得出:在设计水位1 305.00m时,沿程空化数最小,且不会发生空化空蚀破坏。     

土坝水力劈裂的离心模型试验及其分析

本文介绍了深截水槽心墙砂壳坝的离心模型试验及其有限元数值模拟的结果，截水槽两侧的混凝土基座内设有水管。以模拟Ｔｅｔｏｎ坝基岩内裂隙的作用，数值分析用有效应力法，同时采用双屈服面弹塑性模型和损伤断裂模型，分析所得的应力和变形与实测值有一定出入，但两者的基本趋势一致，试验与分析结果均表明，虽然截水槽内拱效应很明显，但无水力劈裂迹象，由此得出结论，深截水槽心墙坝并不见得一定有水力劈裂的危险，流行的总应力     

水力机械空化研究综述

从理论分析、实验研究和数值模拟3个方面对水力机械空化进行综述。分析空化的发生机理，认为理论分析方法仅针对单空泡的空化流动进行分析，理论分析无法对复杂的水力机械空化流动给出符合实际的理论解，需采用实验研究和数值模拟相结合的研究方法。水力机械空化研究已从二维单相定常模式发展到三维多相湍流模式，构建包含质量、动量和能量交换的空化模型对空化流动数值模拟十分必要。同时，开展水力机械空化在线监测系统，有效监测和预防空化发生也将成为此领域内的研究重点。     

气核成份及其对空化现象的影响

本文对气核的成份进行了分析。指出在有关空化现象的计算、分析和模拟中,气核成份的影响应当予以考虑。     

水力空化技术去除油田废水COD的研究

利用空化效应所能产生的高温、高压和微射流等极端条件作用于油田废水,试验研究了水力空化孔板装置对油田废水COD的降解效果.研究表明:水力空化技术对油田废水COD有一定的降解效果,但降解水平有限.最佳空化数为0.7～0.8,最佳入口压力为0.2～0.25 MPa.最佳结构参数为:β0=0.12,孔板厚度为10 mm.     

构皮滩水电站水力系统过渡过程整体模型试验

根据水电站水力过渡过程物理模型相似率,建立了构皮滩水电站带模型机组和模型调速器的整体物理试验模型,通过大波动、小波动和水力干扰过渡过程试验,得到了详细的水锤压力、调压室涌波、小波动和水力干扰特性参数,为工程设计提供了可靠依据。     

水轮机空化在线监测系统设计

现有的水轮机空化在线监测系统大多信号频带窄、仅有单通道且无板上信号处理，造成系统的检测精度比较低且不利于空化空间定位和在线检测。文中提出一种空化在线监测系统，系统的分析频段从1 Hz到500 kHz，扩大了研究频段，便于提高空化检测的精度；系统具有8个通道，提高了检测的空间分辨力，系统板载TI公司数字信号处理器的特点提高了空化信号处理能力并压缩了数据量。在水轮机空化模型试验中采用了该系统。研究发现，随着空化系数减小，加速度信号和声信号的均方根总体均逐渐增大。所以，加速度信号和声信号都可以用来检测空化，其中声信号检测更加可靠。同时，发现在空化初生附近，声信号中高频成分能量百分比达到一个很显著的极值，这对于空化初生检测是很有益的。     

空化缩尺效应和空化模型试验的实例研究

德国最近的研究重点放在处理模拟水力机械的空化理念和发展,以及引起空蚀的缩尺效应问题上。介绍了为该研究进行的试验,以及与模拟消力池、底孔和混流式水轮机转轮的空化有关的3个实例研究。     

通过量纲研究作水力机械特性预测

普遍认为，在较小的模型上进行试验来准确地预剖原型水力机械的运行特性是必要的。模型试验采用的雷诺敷小于原型的雷诺数，因而得出显著不同的运行特性，这就是通常所指的“比尺效应”。因此，必须把模型试验的结果按比例增大。在过去只对效率比例增大给于了广泛注意，但是，即使在本文中，仅按理论根据由模型效率预测原型效率仍然不可能达到要求的精度。     

渐扩式泄洪洞出口水流模拟及空化 特性预测研究

为了获得泄洪洞出口段在高速水流情况下的水流特征,分析空化及其对结构可能存在的空蚀破坏影响,本文采用了VOF（Volume Of Fluid）方法,并结合Realizable k-ε紊流模型,对泄洪洞水流进行了三维数值计算。计算获得了压强、流速及水深的三维分布参数,并将部分计算结果与设计值验证,吻合较好。通过引入自定义函数方式计算了整个流场的空化数,获得了泄洪情况下泄洪洞高速水流空化数分布规律及易发生空化空蚀的区域。     

梢涡的初生空化及其发生位置

梢涡的初生空化及其位置的判断是一个非常复杂的问题。这是因为人们对近梢迁移涡的结构还不甚清楚,对迁移涡导致空化的条件还缺乏足够的认识。本文根据迁移涡结构的分析,讨论了近梢的涡心半径、涡心旋度及紊流粘滞系数,从而提出了梢涡初生空化的理论分析,这一分析包括了对梢涡初生空化位置的预测。分析表明,梢涡的初生空化数σ_t与雷诺数R_e、攻角α关系密切。     

双单片微机容错式调速器设计及其可靠性预测

一种以8098单片微机为核心，用于大型水轮发电机的双微机容错式双调节调速器，给出了它的硬件和软件的基本结构，分析了各种运行状态的转化和三种调节方式的切换，着重介绍了其中的容错技术，并做了可靠性预测。     

水轮机空化现象智能识别的分类模型训练方法

目前国内暂无相关成熟的分类模型训练方法以支持机器自动识别水轮机初生空化现象,针对于此,提出了一种支持向量分类算法(SVCC)用于水轮机空化现象智能识别的分类模型训练,以解决现有技术中分类算法对非线性可分样本数据分类效果不佳的问题。对该分类模型的核函数和超参数选取等环节进行了优化,以更好地适应水轮机空化试验数据的特点。训练好后的分类模型已应用于东方电机有限公司水轮机模型试验台进行水轮机初生空化的识别。实际应用表明,该分类模型能够提高机器对水轮机初生空化现象的识别效率且其最终判别准确率可达80%。     

水利自动翻板闸门的模型试验

在保证灌溉水位的基础上，为适当抬高拦河坝的拦截水位，提高灌溉保证率，在拦河坝上往往设置水利自动翻板闸门，为其克服运行过程中存在的不稳定性，特进行其模型试验，以寻求运行特性。     

低坝台阶式面板溢洪道模型试验研究

低坝台阶式面板溢洪道是一种新型溢流拦河坝。通过模型试验，对溢流拦河坝的结构型式与布置，过水能力计算，上游坝高与尾坎高度的确定，冲刷坑深度的估算，坝面板块的稳定分析等进行了探讨。     

赵村水库溢洪道现场水力模型试验

赵村水库位于南京市江宁区南部低山丘陵区,秦淮河支流横溪河的上游,集水面积18．32km^2。水库始建于1957年,为小(一)型水库。1997年省水利厅批复升级为中型水库。水库经40多年的运行,溢洪闸、溢洪陡坡、输水涵等建筑物均已严重老化,大坝经评定为Ⅲ类坝,水库的防洪、灌溉、供水、旅游等综合效益未能充