抽水蓄能電站豎井式進(jìn)-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(jìn)/出水口和岔管都具有雙向水流的特點(diǎn),在電站的設(shè)計(jì)中具有舉足輕重的地位,研究它們的合理體型對(duì)于抽水蓄能電站安全設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)效益有重要意義.本文結(jié)合工程實(shí)例,以理論分析為基礎(chǔ),數(shù)值計(jì)算為指導(dǎo),模型試驗(yàn)為依據(jù),對(duì)豎井式進(jìn)/出水口體型進(jìn)行優(yōu)化和"卜"型岔管水流特征進(jìn)行研究.本文的主要工作有:1、將豎井式進(jìn)/出水口概化為軸對(duì)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(duì)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(dòng)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬.數(shù)值計(jì)算結(jié)果的合理性得到了模型試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證,這表明軸對(duì)稱模型接近三維模型的模擬精度,為豎井式進(jìn)/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(yàn)的效率.2、通過(guò)水工模型試驗(yàn),對(duì)多種豎井式進(jìn)/出水口水頭損失、流速分布、旋渦情況進(jìn)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(shí)際工程提供了經(jīng)濟(jì)、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(diǎn),對(duì)工程有十分重要的應(yīng)

3、用價(jià)值.3、數(shù)值計(jì)算采用Reynolds應(yīng)力方程模型(RSM)的湍流模型,計(jì)算過(guò)程應(yīng)用有限體積法和二階迎風(fēng)格式對(duì)模型試驗(yàn)進(jìn)行離散,速度場(chǎng)與壓力的耦合采用了Simplec,從而實(shí)現(xiàn)了三維岔管的數(shù)值計(jì)算,所提供的壓力場(chǎng)、流速場(chǎng)、水頭損失等水流特征成果與模型試驗(yàn)結(jié)果較為吻合,說(shuō)明計(jì)算結(jié)果比較可靠.4、通過(guò)對(duì)"卜"型岔管模型試驗(yàn)的設(shè)計(jì)、制作和試驗(yàn),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(yàn)證了某"卜"型岔管設(shè)計(jì)的合理性,為運(yùn)