氣墊式調(diào)壓室水力過渡過程的計算研究.pdf

1、水電站有壓引水系統(tǒng)的非恒定流現(xiàn)象直接影響到水電站的安全穩(wěn)定運行，所以對引水系統(tǒng)非恒定流的研究是水電站設(shè)計、運行、控制的重中之重，主要集中在對壓力管道水錘壓力波動和調(diào)壓室內(nèi)水位波動的分析研究。
　　本論文的主要內(nèi)容將圍繞以下幾個方面展開：
　　(1)針對帶有氣墊式調(diào)壓室的水電站工程實例，選取電站運行過程當(dāng)中可能出現(xiàn)的各種不利工況，結(jié)合氣墊式調(diào)壓室的特點，運用特征線法建立水電站有壓引水系統(tǒng)的基本數(shù)學(xué)模型以及可能出現(xiàn)的各種邊界條件

2、，包括進出口邊界、串聯(lián)管邊界、分岔管邊界、閥門處邊界、氣墊式調(diào)壓室邊界以及水輪機邊界等，并編寫計算程序。將有壓引水系統(tǒng)中的非恒定流的兩種波動(即水錘壓力波動和調(diào)壓室質(zhì)量波動)進行聯(lián)合計算，采用這種方法既能提高計算結(jié)果的精確度，又能最大限度的揭示氣墊式調(diào)壓室有壓引水系統(tǒng)非恒定流的內(nèi)在規(guī)律。
　　(2)計算不同導(dǎo)葉關(guān)閉時間下的氣墊式調(diào)壓室水位波動，氣室絕對壓力，隧洞末端壓力，蝸殼末端壓力以及機組轉(zhuǎn)速變化，結(jié)果表明導(dǎo)葉關(guān)閉時間的不同取值

3、對蝸殼末端最大內(nèi)水壓力，其峰值出現(xiàn)的時間以及機組轉(zhuǎn)速最大上升率有顯著的影響，最優(yōu)導(dǎo)葉關(guān)閉時間并不是越長越好，要保證蝸殼末端最大內(nèi)水壓力盡可能小，又能使機組轉(zhuǎn)速最大上升率滿足設(shè)計要求。
　　(3)氣墊式調(diào)壓室參數(shù)對水力瞬變過程也有一定的影響，將多方指數(shù)和初始氣室高度作為考慮因素，運用控制變量法得出相同初始氣室高度下不同多方指數(shù)對水力瞬變過程的影響，得出不同多方指數(shù)的應(yīng)用條件；增大初始氣室高度有利于降低調(diào)壓室整體高度，減小總的開挖量，

4、但是會降低調(diào)壓室內(nèi)最低涌浪值，要確保調(diào)壓室內(nèi)最低涌浪始終高于調(diào)壓室內(nèi)最低限制水位，避免由于調(diào)壓室內(nèi)水位過低引起氣體進入引水管道。
　　(4)通過工況Ⅰ和工況Ⅱ的計算已經(jīng)確定調(diào)壓室的參數(shù)，利用工況Ⅲ來確定和驗證調(diào)壓室的最低涌浪值和調(diào)壓室的底板高程。結(jié)果表明：相對于工況Ⅰ和工況Ⅱ，工況Ⅲ的調(diào)壓室最低涌浪值是最低的，但距離調(diào)壓室底板的距離完全符合要求。
　　本文通過對計算結(jié)果的分析確定了合理的導(dǎo)葉關(guān)閉方式以及氣墊式調(diào)壓室的參數(shù)對水