抽水蓄能電站豎井式進-出水口體型優(yōu)化與“卜”型岔管研究.pdf

1、抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)中的豎井式進/出水口和岔管都具有雙向水流的特點,在電站的設(shè)計中具有舉足輕重的地位,研究它們的合理體型對于抽水蓄能電站安全設(shè)計和經(jīng)濟效益有重要意義.本文結(jié)合工程實例,以理論分析為基礎(chǔ),數(shù)值計算為指導(dǎo),模型試驗為依據(jù),對豎井式進/出水口體型進行優(yōu)化和"卜"型岔管水流特征進行研究.本文的主要工作有:1、將豎井式進/出水口概化為軸對稱模型,應(yīng)用雷諾應(yīng)力模型(RSM)和自由面常采用的VOF法,對抽水和發(fā)電工況下豎井?dāng)U散段、孔口

2、、防渦梁下的水流流動特性進行了數(shù)值模擬.數(shù)值計算結(jié)果的合理性得到了模型試驗結(jié)果的驗證,這表明軸對稱模型接近三維模型的模擬精度,為豎井式進/出水口優(yōu)化提供可靠、詳細(xì)的依據(jù),從而提高了模型試驗的效率.2、通過水工模型試驗,對多種豎井式進/出水口水頭損失、流速分布、旋渦情況進行研究比較,并結(jié)合數(shù)值模擬提供的成果和優(yōu)化方向,為實際工程提供了經(jīng)濟、合理、安全的優(yōu)化體型.研究中首創(chuàng)了階梯防渦梁,具有防渦性能好、水頭損失小的優(yōu)點,對工程有十分重要的應(yīng)

3、用價值.3、數(shù)值計算采用Reynolds應(yīng)力方程模型(RSM)的湍流模型,計算過程應(yīng)用有限體積法和二階迎風(fēng)格式對模型試驗進行離散,速度場與壓力的耦合采用了Simplec,從而實現(xiàn)了三維岔管的數(shù)值計算,所提供的壓力場、流速場、水頭損失等水流特征成果與模型試驗結(jié)果較為吻合,說明計算結(jié)果比較可靠.4、通過對"卜"型岔管模型試驗的設(shè)計、制作和試驗,取得了不同工況的水流流態(tài)、水頭損失、壓力分布等水流特性資料,驗證了某"卜"型岔管設(shè)計的合理性,為運