帶匯管調壓室阻抗系數(shù)研究.pdf

1、調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計單位研究的的重點。在調壓室的設計工作中，必須正確地選擇調壓室的尺寸和類型，并通過水力過渡過程計算加以校驗。在水力過渡過程計算中，選擇調壓室的阻抗系數(shù)是整個計算過程的關鍵之一，如果不能準確地選擇調壓室的阻抗系數(shù)，輕則會影響水電站的安全運行，重則會直接導致整個工程的失敗，造成不可彌補的損失。在通常的水力過渡過程計算中，阻抗系數(shù)的選擇往往通過查閱相關規(guī)范和計算手冊，根據經驗

2、取值，但是對于一些結構特殊的調壓室，例如帶匯管調壓室，常規(guī)的經驗取值方法往往存在著較大的誤差，因此有必要對這一類調壓室開展一些研究，如水工模型試驗和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算的正確性。
　　針對西南某水電站的帶匯管調壓室，本文分別通過水工模型試驗、PIV測試以及CFD分析，對其阻抗系數(shù)展開了研究，為其他具有類似結構的調壓室阻抗系數(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，研究了流量比、阻抗孔面積和運行機組數(shù)目對調壓室阻抗系數(shù)的影響。通過分析，發(fā)現(xiàn)帶匯管調壓室的阻抗系數(shù)不是一個定值，當流量比增大或阻抗孔面積減小時，其值均會增大，并且分流流態(tài)時的增幅大于合流流態(tài)。當運行機組數(shù)目改變時，在分流流態(tài)下，雙機同時運行時的阻抗系數(shù)比單機運行時大；但在合流流態(tài)下，二者則相差無幾。同時，將帶匯管調壓室的試驗結果與文獻中簡單孔板阻抗式調壓室的試驗結果進行了對比，發(fā)現(xiàn)兩者相差較大，說明對于帶匯管調壓室，其

4、阻抗系數(shù)的確定是不能參考過往試驗結果的。
　?。?）運用PIV方法，研究了帶匯管調壓室阻抗孔下方流場與阻抗系數(shù)的關系。結果表明：無論分流流態(tài)還是合流流態(tài)，阻抗系數(shù)越大的工況，其流場的不規(guī)則程度也越大。在分流流態(tài)時，水流流速沿y軸方向逐漸增大，而在合流流態(tài)時，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，水流在調壓室中不同的流動情形。
　?。?）基于FLUENT軟件，對帶匯管調壓室的阻抗系數(shù)進行了CFD分析。將CFD