导流洞双层进水口优化与传统进水口对比研究

为了研究导流洞双层进水口优化体型后的水力特性,并对其与传统进水口布置进行比较,基于某抽水蓄能电站导流洞的设计参数,采用Fluent软件中的VOF水动力模型进行了三维数值模拟.通过改变竖井宽度,即改变水平洞与竖井进口面积比、去除竖井以及采用常规喇叭口进水口3种方案,对双层进水口进行了比较分析.分析重点包括相对流量、水流弗劳德数、相对压强以及水头损失系数等4个方面的特性.研究结果表明:面积比的变化对双层进水口的流量分配和流速分布产生了显著影响.相比于去除竖井的水平进水口,双层进水口在增加泄流量、降低进水口水头损失方面具有明显优势.在孔流流态下,双层进水口的泄流能力已接近单独采用喇叭口泄洪洞.结果显示,双层进水口的泄流主要以竖井下泄为主.在孔流流态时,双层进水口的泄流受下游泄洪洞断面的控制.其独特优势在于能快速对导流期的水平洞进行封堵,并在运行期间迅速进行泄放洞的改建,以便尽快进入运行状态.

双层引水进口前临界淹没水深的试验研究

现有水电站最小临界淹没水深的计算公式仅针对于单管单孔进水口,本文旨在研究双层进水口的水力特性,以获得其临界淹没水深的经验公式。通过水力模型试验,提出虚拟当量管道的概念,由此拟合得出双层进水口的最小淹没水深公式。结果发现,双层进水管的临界淹没水深试验值比Gordon公式计算值大,但两条拟合曲线的斜率较接近。研究可得Gordon公式仅适用于单管单孔进水,而不适用于双层进水管引水的情况,本文拟合所得经验公式可为双层进水口的临界淹没水深设计提供一定的参考。