闭门速度对事故闸门门体水力荷载影响研究

抽水蓄能电站引水洞水流边界条件复杂,研究在事故工况下事故闸门动水闭门可靠性以及闭门速度对事故闸门闭门持住力的影响十分必要。以响水涧抽水蓄能电站下库进水口事故闸门为研究对象,按重力相似准则建立比尺为1∶22的水力相似模型,通过模型试验,对响水涧抽水蓄能电站下库进水口事故闸门在不同闭门速度工况动水闭门过程中门体水力荷载及通气孔风速进行了研究。测量分析结果表明:闭门速度在1.126~2.835 m/min范围内时,事故闸门均能依靠门顶形成的水柱动水关闭,闭门速度对事故闸门动水闭门过程中的门体水力荷载及通气孔的风速影响较小。研究成果对抽水蓄能电站进水口事故闸门的设计和运行具有重要参考价值。     

董箐水电站三斜支臂弧形闸门三维有限元分析

通过CATIA平台对董箐水电站溢洪道三斜支臂弧形工作闸门进行三维线弹性有限元分析,计算弧形闸门在正常挡水工况下的静应力、位移和稳定性,以及闸门在自由状态下的动态特性,得出了以下结论：正常挡水工况下闸门受力较小;各阶模态的屈曲系数均远大于1,稳定性很好,支臂的稳定性相对而言是薄弱环节;闸门在自由状态下,1～10阶振动的频率在0～5Hz范围内,闸门的上支臂抗震性能相对较弱。     

尾水电站连接井拦水引流技术改造及节能分析

由于工程建设期间上游来水充足,尾水电站连接井不能在原设计液压控制闸安装过渡期间,在该井内动水情况下拦水引流发电,因此采取过渡期钢结构拦水闸门动水下闸引流技术改造方案.在连接井内动水条件下分别采用千斤顶和平衡闸门两侧压力等施工方案,创造静水下闸门的条件,实现动水安设钢结构拦水闸门.该方案简单易行,节能降耗,费用较低,显著提高了水电站发电效益.图6幅,表1个.     

基于PLC控制的水电站闸门泄洪应急联动系统设计

传统的水电站闸门控制系统对泄洪闸门的受力分析不全面,忽略了外界阻力的影响,导致闸门开启高度不合理,控制准确性较差,为此设计一种基于PLC控制的水电站闸门泄洪应急联动系统.硬件设计中,通过控制闸门开度,选取适当的水位传感器与闸门开度传感器,为精准控制水电站闸门提供参考数据;设计PLC控制器的电路接线图,并确定各个端口的功...     

底轴驱动式翻板闸门的若干关键技术问题及工程措施研究

首先阐述了该型闸门的受力和变形特性,提出了结构设计所关注的方向;随后分别讨论了闸门结构的不均匀沉降及底轴受力变形特性、底轴沉降量对支座反力作用的影响,指出了控制闸室底板不均匀沉降的重要性;此外对底轴驱动式翻板闸门的振动问题进行了试验研究,取得了泄流流态与动水压力特征、闸门结构振动加速度特征等数据资料,并对影响闸门结构动力安全的负压空腔、通气孔设置和门顶破水器体型布置等进行了专门研究,并提出了相关技术要求。根据底轴驱动式翻板闸门存在的消能工安全问题,给出了闸下底板失稳试验结果,提出了确保消力池底板稳定的设计原则。     

复杂供水系统的图解法

水在管路中流动或通过闸门及异形配件时,都会引起水头下降。当水的流动方向是上向流时,重力也是产生阻力的原因之一,如水泵向上部水柜供水就是这种情况。由于阻力的作用,水流的流动动能(水头)不断下降。各种复杂的供水系统,均可用图解法很快地求出整个管路的水力情况。在求解前我们先作如下规定;图中能量曲线以P_1、P_2、P_3     

闸门底缘倾角对淹没水跃的影响

采用标准k-ε紊流模型和VOF模型对过闸水流的淹没水跃现象进行了模拟,从沿程水面线、流速分布及壁面压力等方面分析了平面闸门下游倾角对淹没水跃的影响,结果表明:随着闸门下游倾角的增大,水跃发生的位置逐渐向上游转移;在确保闸门自身结构稳定的情况下,闸门下游倾角取30°~45°较为合理。     

防射水式门楣对潜孔事故闸门闭门特性影响研究

为降低大型水电站泄洪中孔（或底孔）事故闸门闭门过程中的门体振动,减小门槽及门槽附近区域的脉动压力强度,改善中孔流道流态,以乌东德水电站5号泄洪中孔作为研究对象,建立1〖DK(〗∶〖DK)〗25水工试验模型,研究了事故闸门动水关闭过程中中孔内水流流态、沿程压力及闸门压力等特性,分析了设置通气管、设置防射水式门楣以及常规门楣加高3种方案对闸门闭门动力特性的影响。结果表明：增设防射水式门楣结构可以有效阻断高速水流冲击门体,降低闸门振动,改善中孔流道及闸门受力条件,确保闸门安全、可靠完成动水闭门。相关经验可供类似工程借鉴。     

高填路堤稳定性影响因素研究

采用传统的极限平衡法,利用边坡稳定分析不同方法对高填路堤三种边坡形态影响因素:填土高度、路堤边坡坡比、地基倾斜角取不同的值进行了安全系数的计算并做了对比分析。在此基础上,采用灰色关联分析方法对边坡稳定进行敏感性因素分析。经分析,路堤的倾斜角对边坡稳定性影响最为敏感,而路堤填筑高度次之。利用有限元分析中的强度折减法对不同地基倾斜角分别在三种失稳判据下进行了安全系数计算,并与极限平衡法进行对比,结果显示安全系数相差不大。经过后处理功能得到边坡位移等值线云图,确定了滑动面的形状为圆弧状及其位置。更多还原     

三峡大坝导流底孔闸门流激振动水弹性模型试验研究

 为了解决三峡大坝导流底孔弧形闸门的流激振动问题,采用完全水弹性相似模型研究了闸门的流激振动。介绍了闸门振动水弹性相似原理、水弹性相似材料的性质、闸门水弹模型模态分析及模型振动试验结果。试验结果表明:闸门在无侧止水或侧止水损坏情况下淹没出流时，将产生强烈的自激振动;闸门两侧缝被封堵以后，在同样的淹没出流情况下，只产生轻微振动;闸门产生强烈振动的主要原因是闸门侧缝射流和下游紊动水流汇合后在门侧形成了自激振荡系统的结果;消除侧缝射流，就可以避免强烈的自激振动。     

三河口水利枢纽泄洪放空底孔事故闸门水力学及流激振动试验研究

本文针对三河口水利枢纽泄洪放空底孔事故闸门动水关闭过程门体的水力学及流激振动问题,按重力相似准则和水弹性相似准则研制了比尺为1∶20事故闸门的水力相似模型和完全水弹性相似模型。通过模型试验,研究了事故闸门动水闭门过程中门体水力荷载和流激振动响应特性。研究结果表明:闸门上游底缘倾角由47°增大为57°时,上游底缘的最小压强由-98. 0 kPa增大为271. 8kPa,有利于防止闸门底缘附近发生水流空化及减小闸门闭门力。研制的事故闸门水弹性模型试验模态结果与数值计算结果吻合较好。该事故闸门水弹性相似模型能够更直接的测量分析闸门的流激振动响应特性,为闸门的设计和运行提供技术支持,并可为类似工程事故闸门的结构优化设计及运行提供参考。     

事故闸门与露天水池相结合调压井设计研究

针对高水头、大流量、长引水隧洞的水电站,调压井布置受地形、地质条件限制以及常规型式不能满足设计要求的问题,以柏香林水电站为例,对比了事故闸门与蝶阀方案,以及各种调压井型式,通过调压井结构计算和水力计算论证了事故闸门与露天水池相结合调压井设计的合理性。结果表明:事故闸门与露天水池相结合调压井具有事故闸门和水室式调压井的优点,安全可靠性较高,且方便检修管理。该型式调压井可有效地减少涌波高度,从而降低调压井的高度,节省工程量,减少投资,具有经济性和适用性,有效地解决了特殊地形地质条件调压井设计的难题,因此对调压井设计具有重要的参考价值。     

长输水隧洞中段有压平面闸门启闭力及稳定性试验

针对某输配水工程长输水隧洞中段有压平面闸门的动水启闭过程,根据重力相似准则建立水力学模型以研究闸门动态启闭力和静态持住力的变化特征及闸门底缘的水动力特性。结果表明:闸门的动水启闭力在小开度范围内变化剧烈且最大启闭力发生在相对开度0.05附近,持住力与启闭力随闸门开度变化规律基本一致;与底主梁不开孔方案比较,当底主梁开孔率27%时闸门最大动水启门力和闭门力分别减小5.7%和7.8%,降低幅度较小;该工程设计底缘形式的闸门振动是稳定的,闸门整体结构与水流发生共振的可能性很小,能够保障闸门稳定运行。     

基于CFD方法的竖井贯流泵装置进出水流道优化设计

运用计算流体动力学方法,基于雷诺时均Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,针对通吕运河水利枢纽工程贯流泵装置特征扬程和设计参数对全流道进行数值模拟,在给定的水位资料和土建控制尺寸范围内,对竖井贯流泵装置进、出水流道进行了CFD分析和水力设计优化。通过对三种不同竖井宽度的进水流道内部流态分析、水力损失计算和泵装置效率预测,优选竖井最大宽度确定为5.4 m,该方案设计工况下进水流道水力损失为0.053 m。通过对三种不同出水流道设计方案内部流态分析、对水泵的效率影响和水力损失计算,上翘角对直管出水流道内部流态、水力损失和泵装置效率产生一定的影响,对比分析采用底部上翘角为3.56°的直管式出水流道具有较优的水力性能,且采用该方案时挡土翼墙高度可减少约1 m。竖井贯流泵装置内流CFD分析与进出水流道优化设计可为同类型泵站的设计提供优化参考。     

三门峡大坝双层泄水孔原型噪声观测与底孔改建设计

三门峡大坝泄流排沙孔原为施工导流底孔，其体型不满足黄河高含沙水流的要求，泄水后其斜门槽、工作门槽导轨等部位发生严重破坏。为了查明破坏机理，提出合理的改建措施，于１９８９年对双层泄水孔进行了原型噪声观测。本文介绍了噪声测试水流空化的原理、方法及成果，对照水工模型试验及底孔破坏情况进行了分析，对改建方案进行了论证。此次原型噪声观测为水工建筑物水流空化情况测试和判断提供了新的途径，底孔改建为改善水力条件     

翻板闸门在马銮湾开口改造工程中的应用研究

马銮湾开口改造工程是马銮湾综合整治开发项目的基础先导工程,其挡潮闸闸门门型比选是该工程可行性研究的关键技术问题之一.在门型比选过程中,对双扉门和底轴驱动的翻板闸门进行了重点比选,并对底轴驱动的翻板闸门是否适用于马銮湾开口改造工程进行了深入全面的研究,尽管最终结论采用了常规双扉门方案,但底轴驱动的翻板闸门的适用性研究成果对日后其他工程的选用具有一定的参考价值.     

不同组合连接体形下旋流式竖井水力特性试验研究

通过物理模型试验和理论分析相结合的方法研究了不同组合连接体形下旋流式竖井的水力特性,总结出竖井涡室内的4种典形流态,其中,自由旋流流态最适合于旋流式竖井.通过进一步研究进口体形和消力井深度对流态和消能率的影响,得出折流角变化对消力井侧壁及底板压强影响不大,消力井边壁及底板均不会出现负压;流量的增加会减小消能率,折流角和...     

高水头船闸一字闸门水动力特性数值模拟

针对某山区高水头船闸30 m淹没水深下一字闸门的水动力特性进行研究,借助FLUENT软件提供的Realizable k-ε紊流模型对门体启闭过程非恒定流场进行动态模拟,通过建立由二维平面混合网格纵向拉伸成的三维棱柱体网格,结合2.5D重构和弹性光顺动网格法,在降低网格数量、提高计算效率的同时,实现一字闸门启闭全过程三维流场模拟。引入VOF法对自由水面迭代求解,得到一字闸门启闭过程门前后水位差及动水阻力矩变化规律,将计算结果与模型试验进行比较,两者吻合较好。模拟计算发现:门底间隙对闸门运行整个阶段动水阻力矩均有影响,动水阻力矩峰值随门底间隙增大而变小。     

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。     

支座沉降下的底轴驱动闸门静力数值分析

基于有限元分析软件ANSYS,建立了底轴驱动闸门结构的有限元模型,对闸门在蓄水工况下的应力与变形进行有限元分析,通过对各个支座处基础沉降的不同组合,分析对闸门结构的影响,为闸门设计、制造和安装提供理论参考。更多还原