多分水口长距离输水工程停泵水锤防护措施

为了能够有效避免多泵且多分水口输水系统在无防护抽水断电时可能出现较为严重的负水锤带来的危害,建立了全长106.46 km的大型供水工程的数学模型进行系统过渡过程计算,选择空气阀与两阶段液控蝶阀联合防护与单向塔防护2种方案消除其负水锤,在前者远不达理想防护效果后针对后者进行优化.结合工程实际在确定了单向塔的数量、位置以及塔高后,对不同位置单向塔的底面积进行多种方案的对比选取,最终选用塔1#的底面积为28.26 m^(2),塔2#的底面积为176.63 m^(2);为了防止单向塔漏空需要分水口以及供水终端调流阀配合关闭,在确保管道最大压力不超出其承压能力的前提下,创新性地对各分水口调流阀与供水终端调流阀的关闭时间规律进行了效果比较,使输水系统能够更加经济安全地稳定运行,为此类长距离多分水口多泵供水工程的水锤防护提供了优化方向.

不同开度防水锤空气阀的进排气特性数值模拟

为研究不同开度下防水锤空气阀的进排气特性,基于Standardκ-ε湍流模型、压力速度耦合求解器、SIMPLE算法,采用自由气体空穴理论,建立防水锤空气阀进排气的数学模型,对防水锤空气阀进行三维数值模拟,分析不同压差下空气阀中心切面的速度场、压力场变化,求解空气阀进排气压差流量曲线,同时对安装此空气阀的输水系统进行停泵水锤模拟。结果表明,排气时高压区主要分布在防水锤盘片下方,进气时高压区分布在防水锤盘片上部区域,大量排气和进气时气流高速区分布在中浮体、下浮体两侧及防水锤盘片孔口处,少量排气时在孔口处流速较大;随着节流装置开度α的增加,空气阀的动作压力从4 000 Pa减至3 790 Pa,进排气流量系数也不断变化,确定了空气阀工作的最优开度范围为α=8~16。

抽水蓄能电站回水排气系统流场数值模拟

为研究抽水蓄能电站回水排气系统流场变化,基于SIMPLEC算法和Realizable k-ε湍流模型,对电站回水排气系统进行三维数值模拟,分析不同总管管径下排气系统排气过程中速度场、压力场的变化。结果表明,总管管径变化时对支管内的气体流场变化较小,总管上气体的压力、速度都随着管径的增加而逐渐降低;总管管径从250mm增加到400mm时,管道内流量逐渐增加,管道流量从16.79kg/s逐渐增加到20.72kg/s,而管道内流速急剧降低,管内流速从215.99m/s降为112.37m/s;在管道交叉处,当总管直径较小时,气体进入总管时受总管管壁的约束作用比较大,气体对管壁的冲击力较小,随着总管直径的增加,气体对总管的撞击力迅速增加,气体流动更加复杂。随着管径的增加,支管截面plane1上的气体速度随着管径的增加呈现先增加后减小的趋势,最大流速出现在管径为300mm的工况下,为284.2m/s;支管与总管交叉处截面plane2上气体速度变化较小,最大流速出现在350mm工况下,为310.8m/s;总管截面plane3上气体速度变化逐渐增加,最高流速为362.3m/s,出现在管径为400mm的工况。