基于CFD有压管道水锤特性

为了进一步揭示管路系统在不同流动条件下的水力过渡过程,降低水锤危害,以简化的直管路系统为研究对象,采用数值模拟方法对其关阀水锤进行了研究.基于SST k-ω湍流模型对直管路系统具有连续水柱的水锤现象进行了三维CFD计算分析,同时采用VOF多相流模型耦合Schnerr-Sauer空化模型对直管路系统伴有水柱分离的水锤现象进行了研究,得到了直管路系统在不同稳态初始流速和关阀方式下的瞬变流特性.研究结果表明:稳态初始流速较小时,不会产生水柱分离现象,稳态初始流速较大时,容易产生水柱分离现象;水锤波的传播大致可以分为4个阶段,水锤压力会在耗散作用下逐渐衰减,水柱弥合时会造成更大的水锤压力;稳态初始流速和关阀方式对水锤压力具有重大影响,水锤压力随着稳态初始流速的增大而增大,最大水锤压力与稳态初始流速近似呈线性关系,阀门“瞬间关闭”时水锤压力最大,“先慢后快”关闭时水锤压力最小.该研究对有压管道的水锤防护具有一定的指导作用.

一种圆柱形叶片设计新方法的改进

为提高圆柱形叶片的水力性能,分析了一种与传统方法有重大差别的圆柱形叶片设计新方法,发现在叶片设计实践中,该新方法仍有重大缺陷:新方法将圆柱形叶片工作面的平面投影图曲线的进口段固化为等变角螺旋形,这种无选择的设计方法并无普遍的适用性,有时不能形成可行的叶片型线。根据分析,提出了新方法的改进方案,在改进方案中,推荐以Hermite插值曲线绘形叶片平面投影入口段。这一曲线的优势在于:由于其包角可以根据需要选择,因而可与曲线出口段光滑连接,形成连线协调的叶片表面型线。