高水头平面闸门P型水封非线性有限元模拟

建立了高水头平面闸门P型水封的非线性有限元模型,对其止水过程进行了模拟。模型中考虑了水封橡胶材料的非线性和不可压缩性、高水头作用下水封大变形导致的几何非线性以及水封与压板、水封与止水座板的接触非线性边界条件。通过非线性有限元分析,得到了P型水封的接触应力、接触宽度等情况,研究了P型水封的变形特性及止水性能,并分析了水封头部半径对P型水封变形特性及止水性能的影响,为实际工程中P型水封的设计提供有益的指导。

小湾水电站放空底孔事故链轮闸门动水闭门试验

高水头动水闭门试验由于水力学复杂、不定因素较多、甚至可能引起次生灾害,一直行业内较忌惮的工作。小湾水电站放空底孔事故链轮闸门经过模型试验研究及参建各方的努力,成功完成了设计水头下的动水闭门试验,对该闸门的模型试验、原型试验情况进行了详细介绍及分析,并就两者进行了对比,为今后同类型高水头闸门的设计提供借鉴。

三维软件Inventor在金属结构设计中的运用

中国水电顾问集团昆明勘测设计研究(以下简称昆明院)金属结构专业开始逐步采用三维设计替代二维设计。并从多款三维设计软件中选定Inventor软件作为设计软件。到目前,已实现使用三维设计常态化。文中从模型构造、工程图生成、CAE计算、标准化及参数化驱动方面介绍了Inventor在金属结构设计中的运用。昆明院金属结构专业在使用Inventor进行三维设计已常态化的基础上,将继续扩充标准化设计库,提高设计效率;将研究实现模型与功能计算交互式设计,对产品进行精细化设计;利用强大的CAE功能计算,构建设备的安全预警数据库;同时,引入实时监测技术,对设备的安全运行进行管理,实现设备全生命周期的管理。

对小湾电站表孔弧门设计中几个问题的探讨

文章对小湾表孔油压启闭弧门在设计中所遇到的关于闸门主框架结构的布置及双缸油机的同步等几个问题作了探讨。结合小湾表孔弧门的设计,分析了油机启闭的表孔弧门设计中主横梁与小横梁的结构布置方式、主框架的布置应该考虑油机启门力对主框架及整体结构的影响,并提出减小此影响的合理布置措施,另外在油机的油缸长度计算推荐采用Mathcad软件采用理论计算的方法来确定,以及在油机双缸的同步问题上发表了作者的认识及见解。

景洪水力式升船机流量控制阀门比选

水力式升船机通过控制水流实现对升船机运行特性的控制,流量控制阀是水力式升船机的重要控制设备。结合景洪水力式升船机的水力学特性,比较了蝶阀、球阀及活塞阀的抗气蚀性能及过流能力,通过比较选择活塞阀作为流量控制阀。根据水力式升船机上下游对接精度要求高、空中运行要求快的特点,对流量控制阀的多种组合方案进行比选,创新提出了主辅阀门控制方案,辅阀小流量主要负责上下游对接,主阀大流量主要负责升船机空中运行,最终确定1台E型活塞阀为主阀、2台SZ型活塞阀为辅阀的阀门组合设计方案。景洪水力式升船机已正式投入试运行,流量控制阀设计方案经受了工程实际检验,研究成果可供类似工程参考。

弧形闸门动水启闭力数值模拟

为研究弧形闸门的动水启闭力问题,以N-S方程为流体控制方程,结合k-ε湍流模型,采用VOF方法追踪闸门泄水时的自由表面,以小湾水电站泄洪洞弧形工作闸门为例,对固定在某一开度泄水时的流场进行数值模拟,求解出作用于闸门上的水压力大小和分布情况,并将结果与模型试验测得的结果进行对比。在此基础上,考虑闸门自重、铰轴摩阻力、止水摩阻力、上托力和下吸力对闸门启闭力的影响,得到最终所需的闸门动水启闭力,与模型试验测得的闸门启闭力作对比,验证数值模拟方法的正确性和可行性。

景洪水力式升船机机械系统设计

结合景洪升船机的设计,对水力式升船机机械系统各子系统及部件的功能进行论述,对其结构和设计参数进行研究,并给出水力式升船机卷筒及同步系统、浮筒及动滑轮装置、钢丝绳组件和下水式承船厢的主要结构和设计参数。对水力式升船机浮筒的配重进行探讨,特别针对无间隙同步系统、承船厢充压对接密封装置提出新颖的结构,为同类工程设计提供参考。

水力式升船机的特点及关键技术

介绍水力式升船机的特点,对水力式升船机的关键设计技术进行论述。水力式升船机具有安全可靠、适应下游水位变幅大的特点。重点对水力式升船机的输水系统、机械系统、船厢出入水等关键技术进行探讨。认为输水系统重点要解决竖井水位同步和水流控制的问题,机械系统重点要解决无间隙传动和适应基础变形的问题,船厢出入水重点要解决出入过程中不平衡荷载的影响。

景洪水力式升船机事故工况及应对措施

水力式升船机包括水力输水系统、机械系统、上(下)闸首设备及电气系统等。分析升船机各系统可能出现的故障,以及这些故障对升船机运行可能造成的影响,结合升船机运行流程,对几种典型事故工况进行分析,提出水力式升船机运行事故工况分类及应对措施。研究成果可对类似升船机的设计提供参考。

景洪水力式升船机异形突扩体设计

景洪水电站通航建筑物采用的水力式升船机具有我国完全自主知识产权。突扩体作为水力式升船机输水系统的重要部分,具有改善流道内部水流的流态、提高输水效率的作用。突扩体为一大容积空腔体形,属于异形结构,工况复杂,为此,内外均设梁系以承担水压。采用有限元法对突扩体进行工作状态和水压试验状态的力学分析,结果表明突扩体结构强度满足要求。

高水头弧形闸门门槽水力学数值模拟

以流体力学基本方程N-S方程[1]为流体控制方程,配以标准湍流模型,用VOF方法追踪自由水面,进而模拟弧形闸门全开泄水时门槽区的流场分布情况。结果表明,该方法简单可靠,可快速优化门槽体型设计。对于控制高速水流的门槽体型应当优先采用突扩门槽。

高水头平面闸门P型水封变形特性及止水性能研究

建立高水头平面闸门P型水封的非线性有限元模型,对其止水过程进行模拟。模型中考虑水封橡胶材料的非线性和不可压缩性、高水头作用下水封大变形导致的几何非线性以及水封与压板、水封与止水座板的接触非线性边界条件。通过非线性有限元分析,得到P型水封的接触应力、接触宽度等情况,研究P型水封的变形特性及止水性能,并分析水封垫板宽度对P型水封变形特性及止水性能的影响,为实际工程中P型水封的设计提供有益的指导。