帶匯管調(diào)壓室阻抗系數(shù)研究.pdf

1、調(diào)壓室作為水電站壓力輸水系統(tǒng)的重要組成部分，多年來一直是眾多專家和設(shè)計(jì)單位研究的的重點(diǎn)。在調(diào)壓室的設(shè)計(jì)工作中，必須正確地選擇調(diào)壓室的尺寸和類型，并通過水力過渡過程計(jì)算加以校驗(yàn)。在水力過渡過程計(jì)算中，選擇調(diào)壓室的阻抗系數(shù)是整個(gè)計(jì)算過程的關(guān)鍵之一，如果不能準(zhǔn)確地選擇調(diào)壓室的阻抗系數(shù)，輕則會(huì)影響水電站的安全運(yùn)行，重則會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)工程的失敗，造成不可彌補(bǔ)的損失。在通常的水力過渡過程計(jì)算中，阻抗系數(shù)的選擇往往通過查閱相關(guān)規(guī)范和計(jì)算手冊(cè)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)

2、取值，但是對(duì)于一些結(jié)構(gòu)特殊的調(diào)壓室，例如帶匯管調(diào)壓室，常規(guī)的經(jīng)驗(yàn)取值方法往往存在著較大的誤差，因此有必要對(duì)這一類調(diào)壓室開展一些研究，如水工模型試驗(yàn)和CFD分析，以期獲得正確的阻抗系數(shù)值，從而保證水力過渡過程計(jì)算的正確性。
　　針對(duì)西南某水電站的帶匯管調(diào)壓室，本文分別通過水工模型試驗(yàn)、PIV測(cè)試以及CFD分析，對(duì)其阻抗系數(shù)展開了研究，為其他具有類似結(jié)構(gòu)的調(diào)壓室阻抗系數(shù)的確定提供了一定的參考。本文主要工作及成果如下：
　?。?）

3、通過水工模型試驗(yàn)，研究了流量比、阻抗孔面積和運(yùn)行機(jī)組數(shù)目對(duì)調(diào)壓室阻抗系數(shù)的影響。通過分析，發(fā)現(xiàn)帶匯管調(diào)壓室的阻抗系數(shù)不是一個(gè)定值，當(dāng)流量比增大或阻抗孔面積減小時(shí)，其值均會(huì)增大，并且分流流態(tài)時(shí)的增幅大于合流流態(tài)。當(dāng)運(yùn)行機(jī)組數(shù)目改變時(shí)，在分流流態(tài)下，雙機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)的阻抗系數(shù)比單機(jī)運(yùn)行時(shí)大；但在合流流態(tài)下，二者則相差無幾。同時(shí)，將帶匯管調(diào)壓室的試驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)中簡(jiǎn)單孔板阻抗式調(diào)壓室的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者相差較大，說明對(duì)于帶匯管調(diào)壓室，其

4、阻抗系數(shù)的確定是不能參考過往試驗(yàn)結(jié)果的。
　?。?）運(yùn)用PIV方法，研究了帶匯管調(diào)壓室阻抗孔下方流場(chǎng)與阻抗系數(shù)的關(guān)系。結(jié)果表明：無論分流流態(tài)還是合流流態(tài)，阻抗系數(shù)越大的工況，其流場(chǎng)的不規(guī)則程度也越大。在分流流態(tài)時(shí)，水流流速沿y軸方向逐漸增大，而在合流流態(tài)時(shí)，流速則沿x軸方向逐漸增大。此外還分析了在幾種特殊工況中，水流在調(diào)壓室中不同的流動(dòng)情形。
　?。?）基于FLUENT軟件，對(duì)帶匯管調(diào)壓室的阻抗系數(shù)進(jìn)行了CFD分析。將CFD