水泵水轮机甩负荷过渡过程尾水管水柱分离数值模拟

水泵水轮机甩负荷过渡过程尾水管水柱分离数值模拟

论文摘要

水柱分离是水力系统中由局部空化而导致的空腔中断连续水流的现象,一般发生于系统压力大幅波动的"水锤"过程中,紧随其后的空腔溃灭会带来脉冲性质的压力突增,极具危险性。这一现象也可能发生于抽水蓄能电站的水力系统中,是造成"抬机"破坏的诱因之一。利用一维管道与三维水泵水轮机耦合的水力模型模拟了某模型水泵水轮机在甩负荷过程中发生的空化现象;采用极端的运行条件,成功实现了尾水管内水柱分离-弥合过程的模拟。结果表明尾水管水柱分离-弥合后还会在转轮叶道内反复出现小型空腔生成及溃灭现象;空腔溃灭导致的升压脉冲会在水泵水轮机流道内传播,在各个部件引起不同程度的压力突增;尾水管进口的压力增幅最高,容易对转轮造成巨大的反向水推力,进而导致"抬机"事故。鉴于难以在原型或模型电站对水柱分离现象开展测试,该研究可为今后深入研究此类问题提供新的思路和方法。

论文目录

  • 引言
  • 1 数值模型和方法
  • 2 结果与分析
  •   2.1 空腔发展过程
  •   2.2 空腔发展对压力脉动的影响
  •   2.3 空腔发展对转轮轴向水推力的影响
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张晓曦,陈秋华

    关键词: 水柱分离,水泵水轮机,过渡过程,空化,数值模拟

    来源: 水动力学研究与进展(A辑) 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 水利水电工程,电力工业

    单位: 厦门理工学院环境科学与工程学院,厦门理工学院土木工程与建筑学院

    基金: 国家自然科学基金(51909226),福建省自然科学基金(2018J01525),厦门理工学院青年教师科研助长项目(XPDKQ18042,XPDKQ18034)~~

    分类号: TV734.1

    DOI: 10.16076/j.cnki.cjhd.2019.06.007

    页码: 749-755

    总页数: 7

    文件大小: 1811K

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