混流式水泵水轮机全特性曲线S形区流动特性

混流式水泵水轮机转轮的离心效应较混流式水轮机明显,形成了全特性曲线上的S形特性。该S形区水泵水轮机流道内流动状况很不稳定,为了详细了解该区域的流动特性,选取等开度下水轮机工况、水轮机飞逸工况、零流量附近水轮机制动工况、零流量附近反水泵工况以及反水泵工况等5个工况点进行全流道定常流和非定常流数值分析。定常流动分析表明:全特性曲线上的S形区转轮和导叶流道内存在大量的涡,消耗了大量的水能,致使机组输出功率很小。非定常流场计算表明:在S形过渡工况区,蜗壳与尾水管直锥段内的压力脉动频率与幅值均相近,且幅值小;而导叶至叶片的无叶区和叶片进口的压力脉动幅值高,主要为高频脉动。     

自来水厂含氯水对供水泵空化特性的影响

为了解决自来水厂含氯水对供水泵叶轮进口区域造成的空蚀破坏问题，用自选研制的水初生空化压力和充分空化压力测量装置，对不同氯质量浓度的水样进行了试验研究。结果表明，在室温20℃，氯质量浓度为0．5－1．3mg.L^-1的条件下，自来水样的初生空化压头为5．71－6．41m，充分空化压头为0．60－0．68m，饱和汽化奈砂为0．24m，故△值为5．47－6．17mm；空化压力值和氯质量浓度近于线形关系。若将供水泵的吸上高较抽送清水时降低△／2，即可显著改善供水泵的空化和空蚀特性。     

媒体资源在蓄能机组全范围仿真机中的应用

介绍了抽水蓄能机组全范围仿真机中常用媒体资源的主要作用,如文本、声音、图像、图形、动画及视频等,并给出了这些媒体资源在Windows环境下用Visual C 6.0的实现方法,把该方法应用于水力装置系统仿真软件包中,取得了较好的效果。     

轴向射水减弱尾水管低频压力脉动试验

设计了一种从蜗壳引水通过泄水锥向尾水管内进行轴向射水的结构,实现减弱尾水管内低频压力脉动.对轴向射水和无射水情况下混流式水轮机内部压力脉动进行了模型试验研究.分析了4种部分负荷工况轴向射水和无射水时水轮机内部压力脉动幅值特性和频率特性,研究了轴向射水减弱尾水管低频压力脉动的效果.研究表明,在部分负荷工况下尾水管中存在螺旋涡带并引起尾水管壁处强烈的低频压力脉动,其频率约是1/5转频,该低频压力脉动是引起水轮机不稳定运行的主要原因;实施轴向射水后,在各部分负荷工况尾水管中低频压力脉动幅值都有明显减弱,但涡带频率基本保持不变.轴向射水使涡带向下游移动并对双涡带结构起到抑制作用.     

水轮机全特性曲线及其特征工况点的理论确定法

利用叶片式水力机械内特性解析理论，建立了混流式水泵水轮机全特性曲线的数学表达式，对全特性曲线上的特征工况点进行了分析，结合统计数据给出了绘制混流式水轮机全特性曲线的方法，以实际说明了这一方法的工程实用性。     

混流式水轮机的三维湍流流场分析与性能预测

用数值方法研究混流式水轮机各通流元件内部流场是优化其设计的重要手段。该文基于Navier-Stokes方程和k-ε紊流模型,采用贴体坐标和交错网格系统,用SIMPLEC算法对一模型混流式水轮机引水元件、转轮和尾水管进行了联合计算与转轮单流道计算,数值模拟了水轮机各通流元件内部三维湍流流场,预测了水轮机的能量性能和空化性能,并与水轮机模型试验结果进行了对比。该文的水轮机计算效率与实测效率非常接近,各工况最大相对误差为0.9%;计算的初生空化系数与实测临界空化系数之比为1.57～1.99,符合实际。研究结果表明,该文提出的多部件联合计算与转轮单流道计算相结合的方法,可节省计算资源且精度较高,并具有良好的工程适用性。     

射水减弱混流式水轮机尾水管内压力脉动的数值模拟

选用RNGk-ε湍流模型,对一台混流式模型水轮机在部分负荷工况下的流动进行了全流道三维瞬态湍流数值模拟.数值计算结果与模型试验结果进行了比较,成功预测了水轮机尾水管内压力脉动的幅值与频率特性.从混流式水轮机泄水锥处向尾水管内射水可减弱尾水管内低频压力脉动,对射水后水轮机内的流动进行了数值模拟.计算结果表明,通过射水可以有效减弱尾水管内的压力脉动,减小压力脉动幅值.随着射水量的增加,压力脉动幅值减小更加明显,但是同时会导致水轮机效率的下降.为了尽可能大的减小压力脉动幅值,并兼顾水轮机效率,建议选择0.03～0.05倍该工况流量的射水量.此时,水轮机压力脉动幅值降低明显,而水轮机效率下降不大.     

贯流式水轮机基本力特性的解析表达式

根据叶片式水力机械的广义基本方程式和贯流式水轮机导叶布置的几何特征，建立了一组基本力特性的解析表达式。该方程组适用于贯流式水轮机装置的稳定工作过程和过渡过程状态的分析与计算。用该方程组计算一些贯流式水轮机装置的过渡过程，结果表明它是正确和适用的。     

混流式水轮机导叶绕流的三维湍流数值模拟

在现有水轮机引水元件（包括导叶）内部流场数值计算方法和设计理论的基础上，基于Navier-Stokes方程和标准的κ-ε紊流模型，采用贴体坐标和交错网格系统，用SIMPLEC算法对一模型机的蜗壳、座环和导叶进行了联合计算。计算结果表明：混流式水轮机导叶叶间流道中的水流运动沿周向呈周期性变化．叶道中间水流速度较大，越靠近叶片速度越小；随着导叶开度的增大，水流切向速度减小，径向速度增大，导叶出口的水流角增大；导叶出口水流速度及环量分布不均匀，与工况变化有关，进行转轮及全流道三维湍流计算时应考虑这一因素；叶型表面水流速度和压力分布随导叶开度变化的规律比较复杂。     

大型供水泵站吸水池模型流场PIV测试

针对大型自来水系统使用的供水泵空蚀严重问题，结合北京自来水九厂的实际情况，按比例制造了吸水池模型，采用PIV测量技术测量和分析了该吸水池中水流流态。根据试验结果分析了吸水池设计中来水管和水泵吸入管在布置上不对称，以及在低水位运行时淹没深度过小等问题对水泵空化性能产生的影响。为优化水泵空化性能，针对泵站吸水池的设计提出建议：来水管和水泵吸入管在结构布置上要一一对应；水泵吸入管入口应平行于吸水池底面。