侧式进/出水口各孔道流量分配差异及影响因素

对于抽水蓄能电站侧式进/出水口各孔道流量分配,现有设计规范规定进/出水口相邻中边孔道的流量不均匀程度不宜超过10%,但实际工程设计难以达到此要求.本文以某抽水蓄能电站侧式进/出水口为例,通过优化进/出水口各体型参数,利用数值模拟方法研究各孔道流量等水力参数,重点分析分流墩布置对各孔道流量分配的影响及其规律,试图使进流工况和出流工况相邻中边孔道的流量不均匀程度均最小.研究表明,改变扩散段分流墩布置能有效改善流量不均匀程度.对于3墩4孔侧式进/出水口,相邻中边孔道的流量不均匀程度在出流工况下随中边孔宽度比增大而增大,在进流工况下随中边孔宽度比增大而减小;当中边孔宽度比增大且中墩后移距离减小时,出流工况和进流工况下的流量不均匀程度均减小.对于2墩3孔侧式进/出水口,相邻中边孔道的流量不均匀程度不论在出流工况下还是在进流工况下,均随中边孔宽度比增大呈先减小后增大的规律.优化后的3墩4孔侧式进/出水口的中边孔宽度比取0.228∶0.272,中墩后移距离取0.36D(D为隧洞直径),其相邻中边孔道的流量不均匀程度均较优,在出流工况下为18.47%~19.43%,在进流工况下为19.82%~19.83%;优化后的2墩3孔侧式进/出水口的中边孔宽度比取0.310∶0.345,其相邻中边孔道的流量不均匀程度均较优,在出流工况下为19.47%~19.63%,在进流工况下为18.66%~18.67%.相邻中边孔道的流量不均匀程度较难满足不宜超过10%的设计规范要求.研究成果将有助于《抽水蓄能电站设计规范》中关于进/出水口水力指标要求的完善.

侧式进 出水口顶板扩张角对拦污栅断面流速分布影响规律研究

抽水蓄能电站侧式进出水口双向过流,其顶板扩张角的大小将直接影响拦污栅断面流速分布是否均匀,甚至出现反向流速。抽水蓄能电站设计规范将3°~5°作为侧式进出水口顶板扩张角的推荐范围,其依据是矩形渐扩管阻力系数最小的扩张角度,但侧式进出水口体型较之复杂很多,因此有必要进一步探讨。本文以某侧式进出水口体型为研究对象,采用数值模拟方法,研究了11种角度的顶板扩张角对出流工况和进流工况拦污栅断面流速分布的影响。结果表明:在出流工况下,随着顶板扩张角的增大,中孔拦污栅断面的主流位置由居中部逐渐向底部降低,断面流速分布由上下基本对称趋于底部大上部小的上下不对称,当顶板扩张角较大时中孔拦污栅断面上部出现反向流速;随着顶板扩张角的增大,边孔拦污栅断面流速分布由基本均匀逐渐变为底部大上部小的不均匀分布;随着顶板扩张角的增大,中、边孔孔口流速不均匀系数均逐渐增大,但中孔拦污栅断面流速分布受顶板扩张角影响更大。在进流工况下,随着顶板扩张角的增大,中、边孔拦污栅断面流速分布及孔口流速不均匀系数均无明显影响。研究成果可为优化侧式进出水口设计提供指导。

接立面转弯隧洞的侧式出水口水力特性

对于接立面转弯隧洞的侧式出水口,立面转弯隧洞的转弯段将直接影响侧式出水口的水力特性。若立面转弯隧洞参数设计不合理,极易导致侧式出水口内部发生流动分离。选取RSM紊流模型,针对接立面转弯隧洞的侧式出水口进行数值模拟,探究立面转弯隧洞曲率半径R、弯道后直隧洞长度L及转弯角度α等参数对出水口水力特性的影响规律,并对隧洞内流动过程进行了讨论。增加立面转弯隧洞曲率半径R和弯道后直隧洞长度L能显著改善出水口的水力指标。当曲率半径R≥12 D(D为隧洞直径)、弯道后直隧洞长度L≥16 D时,侧式出水口内部无明显流动分离,拦污栅断面流速分布均匀且无反向流速区。研究成果将对抽水蓄能电站侧式进/出水口的设计提供指导。

侧式进/出水口水头损失系数多元线性回归分析

进/出水口水头损失是抽水蓄能电站输水系统水头损失的重要组成部分,准确计算水头损失是评估电站运行经济效益的重要需求。本文通过数值模拟方法研究了14个实际侧式进/出水口的水头损失系数;利用多元线性回归方法,建立了基于侧式进/出水口体型参数计算水头损失系数的回归方程,分析了侧式进/出水口体型参数对其水头损失系数的影响规律。结果表明:侧式进/出水口体型参数对水头损失系数的影响程度,对出流工况较显著,而对进流工况不显著;出流工况,侧式进/出水口体型参数对水头损失系数的相关性,扩散段长度、扩散段分流墩中墩缩进距离、水平扩散角、垂向扩散角、分流墩墩头中边孔宽度比和反坡段坡比为正相关,调整段长度和防涡梁段长度为负相关;利用回归方程得到的水头损失系数与数值模拟方法的结果吻合较好。本文建立的回归方程为计算侧式进/出水口水头损失系数提供了新方法。

一种换流变压器网侧出线装置试验用成型绝缘件新型制作方法

本文主要介绍了一种换流变压器网侧出线装置试验用新型成型绝缘件制作方法,该方法用于制作换流变压器网侧出线装置单独试验用的均压管,通过两次试制,提出一种可行的工艺制作方法。

地铁站台火灾工况下不同排烟方案的排烟效果数值模拟研究

为研究地下车站全封闭岛式站台火灾时的排烟效果,以成都市某地铁车站为研究对象,利用FDS(火灾数值模拟)软件内的LES(大涡模拟)对开启屏蔽门首尾滑动门、独立设置辅助排烟风管、轨顶风道侧排风口、复合式屏蔽门四种排烟工况下的站台火灾场景进行数值模拟。结果表明:针对地下车站全封闭岛式站台公共区火灾,采用复合式屏蔽门的排烟模式,可快速排除站台层烟气,有效的改善站台层发生火灾时的逃生环境,为人员疏散提供更多的时间。

道路雨水口水力特性数值分析研究

道路雨水口泄流常以单篦雨水口为对象,缺少对多篦雨水口的研究。构建偏沟式雨水口三维水动力模型,利用Fluent对雨水口模型开展数值模拟实验,对雨水口水力特性进行计算分析。结果表明,雨水口入流均为堰流状态,多篦雨水口主要对侧面水流产生影响,随着入流量的增加,同种雨水口泄流效率无明显变化,多篦雨水口通过增大侧缘面积的方式扩大集水面积进而对泄流产生影响。结果可为城市雨水口布设提供新思路。

叶片型线与离心泵性能优化的研究

以某型离心泵为研究对象,研究了叶片出口边倾角与某型离心泵性能的关系以及叶片包角对某型离心泵性能的影响。在所有外在条件保持不变的前提下,设定相应的叶片出口边倾角;通过实验对比不同叶片出口边倾角下的叶轮性能,得到某型离心泵的最佳叶片出口边倾角为76°。在保持最佳叶片出口边倾角的前提下,选择不同的叶片包角来设计相应的叶轮,最终经过实验对比分析得出:在最佳叶片出口边倾角为76°的前提下,当叶片包角为195°时,可以使某型离心泵性能最高,比其他叶片包角设计的叶轮性能高3%左右。

抽水蓄能电站侧式进/出水口内部流动规律研究

抽水蓄能电站侧式进/出水口在应对电站运行过程中水库水位频繁变化以及水流双向流动带来的水力学问题时,需要保证内部水力特性良好。以某抽水蓄能电站侧式进/出水口为例,双向过流工况下,采用数值模拟方法,分析各部位水流流态,探究内部沿程流动规律。研究表明:两种工况下,中孔和边孔的沿程流速变化规律相同,扩散段对进/出水口内部流速变化影响最大;进流工况下,主流位于孔口底部,调整段上方由于两向水流的剪切作用,形成回流区;出流工况下,主流位于孔口中部,垂直扩散角导致扩散段及调整段上方形成流动分离现象。研究成果可为同类型抽水蓄能电站侧式进/出水口体型设计提供参考。

双侧堰周进周出辐流二沉池工艺设计要点

湖光污水处理厂为湛江市重要市政基础设施之一,设计近期规模2.5×10^(4)m^(3)/d,远期规模5.0×10^(4)m^(3)/d,采用AAO+AO/双侧堰周进周出辐流二沉池/深度处理工艺。双侧堰周进周出辐流二沉池作为一种特殊形式的辐流二沉池,具有表面负荷高、水力停留时间长、利于固液分离、用地节约等特点,介绍了其主要设计参数及总体布置形式、上下游衔接方式、双侧堰出水方式等,该池布水均匀、运行稳定。本工程用地面积为建设标准的77%,实现了节约土地和节省投资的目标。

调整段长度对侧式进/出水口水力特性的影响研究

调整段在抽水蓄能电站侧式进/出水口中起过渡水流作用,合理的调整段长度既可以减小工程投资,又可以改善进/出水口的水力特性。该文以某抽水蓄能电站侧式进/出水口为例,双向过流工况下,采用数值模拟方法,探究调整段长度对进/出水口水力特性的影响。研究表明:调整段仅对出流工况下进/出水口拦污栅断面流速分布有影响,一定长度的调整段可以改善拦污栅断面流速的均匀性;当调整段长度大于0.2倍扩散段长度时,拦污栅断面流速不均匀系数满足要求。

某背靠背换流站柔性直流换流变压器出线布置方案比较与选择

换流站站址周围有居民小区,人口密度较大,需要减少换流站对周边环境的影响。柔性直流变压器作为换流站的噪声源和主要设备之一,如何布置、采用何种出线方式是研究的关键问题。基于已投运换流站的典型出线及布置方案并结合某工程的具体布置要求,给出了柔性直流变压器采用油气套管、空气套管及出线方向不同组合等6种出线方案,并分析了每种出线方案的优缺点。从试验与备用相更换的便利性、出线结构的成熟性、站内布置空间可行性以及对网侧进线方式的限制性等对不同出线方案进行比较后,建议该工程采用阀网长轴同侧出线结构,即柔性直流变压器采用阀侧、网侧均为空气套管且同一方向侧出的布置方案。该方案试验和运维便利性好,节约站内布置尺寸,可适应不同网侧进线方式。

平面转弯有压输水隧洞对进/出水口水力特性影响研究

受地形、地质等条件的限制,与抽水蓄能电站侧式进/出水口衔接的输水隧洞会存在平面转弯段.当输水隧洞的平面转弯段距进/出水口较近时,转弯角度、转弯半径R以及转弯后直隧洞长度L等参数对出流工况下进/出水口水力特性有着重要影响.平面转弯输水隧洞转弯段若布置不当,出流工况水流进入进/出水口时可能会出现偏流现象,直接影响进/出水口流量分配,然而目前缺乏平面转弯输水隧洞各参数的设计建议值.以抚宁抽水蓄能电站侧式进/出水口为研究对象,通过数值模拟的方法研究了平面转弯有压输水隧洞对进/出水口出流水力特性的影响并进行了偏流成因分析.结果表明:对于设计合理的进/出水口体型,平面转弯有压输水隧洞转弯段若布置不当,水流在进入转弯段后会形成二次流,导致转弯段后隧洞横断面流速分布不均匀,转弯段外侧流速大于内侧,进/出水口会产生偏流现象,直接影响各孔口流量分配;转弯角度的增加会使各孔口流量分配越不均匀;R和L的增加能有效改善进入进/出水口时的水流条件;当R≥30.0D(D为输水隧洞洞径)同时保证L≥10D时,或L≥40D时,水流进入进/出水口时的偏流现象可以得到有效改善.研究成果可为抽水蓄能电站侧式进/出水口连接隧洞的平面转弯布置提供设计依据.

侧部排烟隧道低位排烟口优化设计

引入低位排烟口概念,构建以隧道排烟效率η、隧道拱顶温度T、隧道清晰高度处烟气温度Tz和隧道清晰高度处能见度Vz4个评价指标组成的隧道火灾烟气控制效果评价模型,并采用FDS数值模拟软件探究低位排烟口在隧道火灾中的排烟有效性及工程设计参数。结果表明:低位排烟口下缘距地面高度越低隧道排烟效率越低,低位排烟口下缘距地面高度为1.5 m及以上时符合隧道内部排烟要求;通过增大排烟口间距或增大排烟口面积均有利于提高低位排烟口总排烟效率;确定符合隧道火灾控制评价指标的低位排烟口下缘距地面高度为1.5 m,排烟口间距为60 m,排烟口尺寸宜取4 m×0.8 m(排烟口面积S≥3.2 m^(2))。

城际地下车站轨顶排热风口优化方案研究

以某典型侧式城际地下车站为研究对象,采用三维CFD数值计算方法研究常规轨顶风口设置形式下两列车停靠站台时,不同隧道初始环境温度对车站轨行区平均温度的影响。研究结果表明,不同隧道环境温度下车站轨行区平均温度均小于40℃,满足隧道通风要求;但热量主要集中在车站中部,无法及时排出。进而该文提出保持轨顶排热风口总面积不变,采用大风口代替常规轨顶风口的优化方案,其中靠近风机的2个风口尺寸为0.9 m×1.4 m,远离风机的2个风口尺寸为0.9 m×4.2 m的优化方案排热效果可行,可为工程设计提供参考。

扩散段长度对侧式进/出水口水力特性的影响

以某上水库无调整段侧式进/出水口为研究对象,采用雷诺应力湍流模型探究了扩散段长度对进/出水口水力特性的影响规律,并从水力学的角度给出了扩散段长度建议值。结果表明:扩散段长度对侧式进/出水口水流运动存在显著影响,扩散段不宜过长或过短;对于进/出水口沿程流速分布,只有在抽水工况下扩散段长度才会对其产生影响,发电工况下基本不存在影响;对于水头损失、各孔口流量配比等其他水力指标,扩散段长度在双向过流时均会对其产生较大影响,随着扩散段长度的增加,各水力指标均先变好再变差;对于无调整段侧式进/出水口体型,当扩散段长度为隧洞直径的5.7~6.0倍时,各水力指标满足规范要求;当扩散段长度为隧洞直径的5.8倍时,进/出水口水力特性得到较大改善,且具有较好的水流流态。

基于联接式通道的厢式货车减阻性能仿真研究

为降低厢式货车行驶时的气动阻力并且避免过量改变现有车辆形状和尺寸,提出将厢式货车侧面和尾部联接起来的通道式减阻方式。采用计算流体动力学方法,通过探究联接式通道的基本参数(如进出口形状、位置、尺寸大小和通道内部弯曲形状)对厢式货车减阻效果的影响,最终得到一个最优的联接式通道减阻模型:该通道模型进出口形状为四边形,位置在侧面进风口距离尾部36 mm和尾部出风口距离侧面39 mm处,进出风口尺寸相同,通道内部形状为直线形,模型的气动阻力系数为0.4942;并探究了新型减阻方式在侧风环境下的减阻效果。研究表明:与原始模型相比,提出的通道式模型减阻方式无侧风下的气动阻力系数减小率为2.62%,有侧风下平均气动阻力系数减小率为3.47%。通道式减阻能够通过将侧面的气流引入到车辆尾部,改善尾部的涡流状态,达到降低车辆行驶时气动阻力的目的。该新型联接式通道减阻方式为今后厢式货车气动减阻研究提供了新的减阻方法。

薄板坯连铸机新型浸入式水口

基于相似原理，采用１：１的水模型，模拟了薄板坯连铸结晶器内钢液的流场．采用ＳＧ８００水工数据采集系统对结晶器内液面波动和注流冲击深度进行了定量测量．针对薄板坯连铸高拉速的需要，开发了一种新型的耗散型浸入式水口．通过研究耗散水日上下出口面积比、出口角度以及拉坯速度对结晶器液面波动和对结晶器窄边冲击情况的影响，找出了其中的变化规律，为优化耗散式水口的结构和工艺参数提供了理论依据．通过与普通双侧孔水口的试验比较，证明耗散型水口是一种适合薄板坯连铸高拉速生产的新型水口．

惠州抽水蓄能电站上库进出水口水力学模型试验

通过物理模型试验,测试了发电和抽水两种工况下惠州抽水蓄能电站上库进出水口的流速分布、各通道流量分配、进出水口水头损失及入流漩涡等水力参数,并对库盆流态进行了观测.试验结果表明,惠州抽水蓄能电站上库进出水口及引水隧洞的体型布置是基本合理的,可供其他类似工程初步设计时参考.

侧式进／出水口水流运动三维数值模拟

采用Realizable k-ε双方程紊流模型对侧式进／出水口水流运动进行数值模拟,研究了体型对进／出水口水头损失和孔口附近流态的影响,指出了扩散段水平扩散角和整流段长度对水头损失和孔口流态的决定作用．最后给出进流工况自由水面随库水位变化情况．计算结果和试验结果基本吻合．