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。

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.

拦污栅结构对进出水口水力特性影响试验研究

对于进出水口水力特性研究,尤其是物理模型试验,由于拦污栅栅条细、间隔近,模型模拟困难,因此一般不模拟拦污栅结构本身。为探究双向流动条件下拦污栅结构对进出水口水力特性的影响,本文建立了大尺度进出水口试验装置,开展模拟拦污栅结构(有栅)和不模拟拦污栅结构(无栅)的进出水口水力特性试验研究。结果表明:拦污栅结构使断面时均流速分布均匀化,出流工况有栅的流速不均匀系数比无栅的改善了7.1%,进流工况有栅的流速不均匀系数与无栅的基本相同;拦污栅结构对水流的扰动使流速脉动剧烈,紊动强度增大,出流工况和进流工况有栅的平均紊动强度比无栅的分别增大了49.0%和38.5%;拦污栅结构对进出水口流量分配基本无影响;拦污栅结构使进出水口水头损失有所增大,出流工况和进流工况有栅的进出水口水头损失系数比无栅的分别增大了6.3%和7.2%。有栅和无栅的进出水口水力指标,除紊动强度差别较大外,其余差别不大,因此研究进出水口水力特性时不模拟拦污栅结构的结果基本能反映进出水口的水力学特性。研究成果可为进出水口及拦污栅设计提供参考。

惠州抽水蓄能电站下库进出水口水工模型试验研究

惠州抽水蓄能电站下库采用侧式进出水口,一期尾水隧洞与进出水口采用同轴线布置,二期尾水隧洞在平面上布置有一弯道。通过物理模型试验对下库进出水口水力特性进行研究,测试包括发电和抽水两种工况下进出水口流速分布、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,通过多方案比较,解决了下库出水口流速分布不均和出流偏流等问题。

LSPIV流场测量系统在大坝溢洪洞水力学原型观测中的应用

依托贵州省黔中水利枢纽工程,采用无人机、高速摄影和表面流场测量系统LSPIV等设备,对溢洪洞泄洪时进出水口的流速分布及挑流水舌形态进行了测量分析,得到了溢洪洞进出水口表面流场的流速分布、挑流水舌形态和泄流量等一般水力特性,为实际工程运行中水力学特性数据的获取提供了一种新的思路和方法。

生物质固体燃料无焰燃烧实现条件的数值模拟研究

将无焰燃烧技术应用于生物质固体燃料,将同时实现生物质的高效燃烧以及燃烧过程NOx的有效控制。为解决生物质燃料燃烧效率低、燃尽率差等问题,探究实现生物质固体燃料无焰燃烧的稳定工况,以1个功率为1.4 MW的燃烧炉为研究对象,采用数值模拟方法,在验证模型合理性的基础上对生物质固体燃料无焰燃烧特性进行研究,探究二次风进口速度、炉膛尾部烟气出口直径和炉膛壁面温度对生物质无焰燃烧建立和稳定性的影响。数值模拟研究结果表明:提高二次风入口速度,有利于氧化剂的均匀分布以及烟气的大范围卷吸,使温度场分布更加均匀,可在整个区域内实现温和的无焰燃烧反应;当烟气出口直径为200 mm,即烟气出口面积为炉膛尾部面积的约1/16时,整个炉膛内温度场最为均匀;当炉膛壁面温度由1000 K提升至1200 K时,温度场更加均匀,整个区域内进行温和的无焰燃烧反应,且燃烧较为充分。提高二次风入口速度、缩小烟气出口直径以及维持炉膛壁面温度在较高水平是建立和稳定维持生物质无焰燃烧的必要条件,对工业锅炉实现生物质固体燃料无焰燃烧具备参考意义。

竖井弯道段对进出水口水力特性影响研究

竖井进出水口弯道段(简称竖井弯道段)是控制出流是否均匀的关键体型,若设计不当,易出现偏流等问题。为比较竖井弯道段不同形式(肘型弯道段和S型弯道段)影响竖井进出水口水力特性的异同性,该文建立了大型竖井进出水口试验装置,并利用声学多普勒流速仪量测了出口拦污栅断面流速。研究结果表明:对于出流工况,竖井弯道段对出流均匀性起关键作用,肘型弯道段和S型弯道段均能获得理想的孔口流量分配;竖井弯道段形式的改变不能消除出口拦污栅断面底部负向流速,两种形式弯道段的出口拦污栅断面底部负向流速区高度基本相同;两种弯道段的水头损失相当,均占竖井进出水口水头损失的40%左右。对于进流工况,竖井弯道段对进口拦污栅断面流速分布和孔口流量分配无影响,两种弯道段的水头损失相当,均占竖井进出水口水头损失的60%左右。从水力学角度看,两种形式的弯道段对竖井进出水口水力特性的影响效果基本相同,但S型弯道段形状的细微变化对出流各孔口流量均匀性影响较大,极易导致出流不均匀,需要引起高度重视。

集流槽宽度对同侧出入流水冷式油冷器翅片流动换热性能的影响

使用Reynolds Averaged Navier Stokes方程模拟了冷却液入口、出口情况下水冷式油冷器翅片中液体的流动,并对翅片两端所开设的集流槽宽度对翅片流动换热性能的影响展开了研究。研究表明:随着集流槽变宽,翅片的流动死区将减小,这将强化对流换热,从而降低翅片高温区中冷却液的温度;在性能参数上,集流槽的变宽会降低冷却液的流动阻力,强化对流换热,提高传热因子与摩擦系数之比,增加翅片流动换热性能。