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)計單位研究的的重點。在調(diào)壓室的設(shè)計工作中，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算加以校驗。在水力過渡過程計算中，選擇調(diào)壓室的阻抗系數(shù)是整個計算過程的關(guān)鍵之一，如果不能準(zhǔn)確地選擇調(diào)壓室的阻抗系數(shù)，輕則會影響水電站的安全運行，重則會直接導(dǎo)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(guān)規(guī)范和計算手冊，根據(jù)經(jīng)驗

2、取值，但是對于一些結(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)驗取值方法往往存在著較大的誤差，因此有必要對這一類調(diào)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(diào)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(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，研究了流量比、阻抗孔面積和運行機組數(shù)目對調(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)不是一個定值，當(dāng)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(dāng)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(diào)壓室的試驗結(jié)果與文獻中簡單孔板阻抗式調(diào)壓室的試驗結(jié)果進行了對比，發(fā)現(xiàn)兩者相差較大，說明對于帶匯管調(diào)壓室，其

4、阻抗系數(shù)的確定是不能參考過往試驗結(jié)果的。
　?。?）運用PIV方法，研究了帶匯管調(diào)壓室阻抗孔下方流場與阻抗系數(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(diào)壓室中不同的流動情形。
　?。?）基于FLUENT軟件，對帶匯管調(diào)壓室的阻抗系數(shù)進行了CFD分析。將CFD