河西水电站增加出力的措施

针对河西水电站因地质原因而使发电厂基础升高２．５ｍ后发电量严重减少的问题，提出了解决途径：通过降低尾水位并在尾水坑出口处设置节制闸以调节尾水位，使尾水位在任何运行条件下都满足水轮机吸出度度要求，同时增高总干渠渠堤，以此增加发电水头。     

尾水管的改型设计与CFD分析

结合伊朗塔里干电站项目，将普通尾水管改型设计成窄高型尾水管。根据不同的来流条件，分别计算了三种工况，并通过CFD分析比较得出：虽然窄高型尾水管比普通尾水管回能系数略小，即效率略小，但窄高型尾水管内的涡带比普通尾水管小，表明尾水管中的压力脉动小，其运行的稳定性好，窄高型尾水管可以代替普通尾水管。     

博瓦水电站尾闸室替代尾水调压室计算研究

采用瞬变流计算方法,论证了博瓦水电站不良地质条件下采用尾闸室替代尾水调压室设计方案的可行性,给出了水力计算原理和计算内容。博瓦水电站尾闸室替代尾水调压室后电站调节保证计算满足设计规范要求,机组丢弃负荷后的尾水管最大真空度3.30 m,电站输水系统小波动是稳定的。尾闸室替代尾水调压室可以避免不良地质条件下大尺寸尾水调压室开挖带来的施工风险。     

压力脉动对尾水管进口空化腔影响的CFD模拟分析

水电站过渡过程计算中水轮机尾水管进口最小压强须控制在-8 m H2O以上，以防止危险的水柱分离。对于水泵水轮机，压力脉动大且成份复杂，确定此最小压强时应该计入哪些压力脉动尚无明确答案。针对某直锥尾水管水泵水轮机模型，在转轮进口施加不同脉动流速，分析尾水管进口空化腔生成发展规律。发现尾水管最大空化腔体积与进口脉动流速频率相关；随频率增大，空腔体积有先快速增大后缓慢减小变化趋势；空化腔变化周期受压力脉动频率和尾水管出口压强波动共同影响。在实际转轮进口可能的压力脉动频率对尾水管空化腔波动都有较大影响，但频率与尾水涡频率一致时会有共振效应。尾水管水锤波动是产生空腔涡的根本因素。     

高海拔地区小水电站尾水工程设计的改进

地处海拔2000米以上的高原山区,兴修水电站时,普遍会遇到水轮机允许吸出高度是负值的处理问题。为防止水轮机气蚀,当Hs为负值时,对于卧轴水轮机尾水位必须高于水轮机转轮最高点相应的数值,所以在厂配尾水管的出口处要专设尾水渠和尾水升井以满足上述要求。但这要开挖很深的尾水坑,使用大量钢筋混凝土材料,化费一笔无益的投资。我们在石丫口电站施工中,仅为处理Hs=-0.2米而设置尾水渠和升井化费投资     

液压技术在电站尾水闸门止水中的应用

当水电站尾水位高于厂房地平面时，如果尾水闸门不能止水，势必影响电站的检修和安全。将液压技术应用于尾水闸门的止水，是解决这个问题的有效办法，并就此介绍了隆回县木瓜山水库一级电站尾水闸门应用液压止水装置的结构原理、主要技术参数、操作方法和应用效果。     

基于CFD的混流式水轮机尾水管导流隔板分析

含沙水水轮机尾水管在运行工况下多存在流态不稳定,以及偏心涡带,从而引起压力脉动和尾水管振动,同时由于转轮出口环量的不均匀,引起尾水管内水流的脱流和撞击,导致空蚀磨损现象,影响水轮机的安全运行。为此,本文通过商用CFD软件建立含沙水中水轮机尾水管内部多相流动的数学模型,对尾水管加设导流隔板与否进行对比分析,肯定了导流隔板的作用;同时对不同位置导流隔板进行探讨,分析了尾水管水流运动情况和压力脉动,结果表明尾水管直锥段加设导流隔板,在减轻压力脉动上是十分有效的。     

液压技术在电站尾水闸门止水中的应用

当水电站尾水位高于厂房地平面时，如果尾水闸门不能止水，势必影响电站的检修和安全。将液压技术应用于尾水闸门的止水，是解决这个问题的有效办法，并就此介绍了隆回县木瓜山水库一级电站尾水闸门应用液压止水装置的结构原理，主要技术参数，操作方法和应用效果。     

水轮机尾水管的钢模施工和养护

沙河水电站４台ＺＺ８１０－ＬＨ－２００水轮机的尾水管尺寸较大，采用木模制作装模困难，，且每台机组各需一套木模，费工费料，改用一套钢模施工４个尾水管，达到了装拆模工序轻便，简单和尾水管轮廓准确，表面光滑及经济合理的目的。     

尾水管长度对调压室阻抗孔尺寸影响研究

尾水调压室是具有长有压尾水管道水电站的重要水工建筑物,其布置形式主要为阻抗式,选择合理的阻抗孔口尺寸对于充分发挥调压室水力性能具有重要的意义。根据调压室规范给定的阻抗式调压室阻抗孔尺寸的选择准则,采用特征线法结合FORTRAN语言编写程序,模拟并分析了不同尾水隧洞长度对尾水调压室阻抗孔尺寸选择的影响。结果表明:在一定范围内,尾水调压室下游的有压管线长度越长,隧洞水压力会有所增加,尾水调压室水位波动也会加强,而尾水进口到尾水调压室的距离影响不大。当尾水道总长度一定时,尾调越接近下库,所需阻抗孔尺寸越大。结论对工程实际具有一定指导意义。     

尾水管深度对轴流定桨式水轮机性能的影响

尾水管深度对水轮机的效率及稳定性都有重要影响。为解决某电站水轮机效率及出力不足的问题,采用数值模拟的方法,分析了尾水管深度变化对水轮机性能的影响。通过几个不同尾水管加深方案的比较分析,得出尾水管深度在一定范围内增加能有效提高尾水管回能系数,降低扩散损失。但由于沿程摩擦损失会随深度增加而增大,因而综合考虑损失、效率及经济性因素,最终选定尾水管深度为3.0D1的尾水管深度方案。同时,为保证水轮机的运行稳定性,也比较了该方案对流场稳定性的影响,分析了湍动能及脉动的变化。结果表明尾水管与转轮内流场存在相互作用,直锥段加高后不但会降低直锥段出口的湍动能,也会减轻转轮出口的湍动能。即尾水管内流动的改善也会降低转轮出口附近流场的紊乱程度,显著降低了转轮所受到的径向力及压力脉动峰峰值,提升了转轮内流场的稳定性。此外尾水管深度改变方案对转轮空化性能的影响不大,转轮叶片背面的最低压力范围基本没有变化。     

丘地尾水库“立体农业”综合开发效益显著

丘地尾水库“立体农业”综合开发效益显著福建省连城县丘地尾水库利用自然环境优势，近年来进行了“立体农业”综合开发，形成了“以水养鸭和养鱼、以畜禽养果林、以林蓄水、以水发电”的良性循环，综合效益显著。丘地尾水库位于连城县莒溪镇北部，建于１９７４年，集雨面...     

水轮机尾水管的钢模施工和养护

沙河水电站４台ＺＺ８１０－ＬＨ－２００水轮机的尾水管尺寸较大，采用木模制作装模困难，且每台机组各需一套木模，费工费料。改用一套钢模施工４个尾水管，达到了装拆模工序轻便、简单和尾水管轮廓准确、表面光滑及经济合理的目的。并重点介绍了钢模的设计、制作、安装经验和混凝土浇筑中的蒸汽养护促凝法的操作程序、效果及其注意事项。     

尾水管加装整流筒后对其内部流态的影响

通过在尾水管的通道内设有前后两端开口的整流筒,利用CFD技术对典型工况进行了对比模拟研究,探究了加装整流筒前后对尾水管内部流态的影响.研究结果表明,在典型工况下,尾水管出口断面的压力分布相对比较均匀,整流筒直径为1.05D₁时,压力升高最明显.计算了在不同条件下尾水管整流筒进口断面位置中心到壁面静压分布、整体轴中心截面压力分布以及监测了尾水管整流筒在进口处断面壁面上记录点的压力脉动随时间的变化情况.研究显示:整流筒直径为1.05D₁时对改善尾水管内部压力场分布和抑制空化带来的影响起到了积极作用,安装整流筒的尾水管中轴面压力梯度减小,在尾水管的进口截面旋涡分散且数量减少,同时减小了中轴心与尾水管壁面的压差,尾水管的流场稳定性增加.     

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.     

水泵水轮机在水轮机工况下压力脉动特性

为了研究水泵水轮机在水轮机工况下的压力脉动特性,采用SST k-ω湍流模型对模型水泵水轮机在水轮机工况下的三维非定常湍流进行模拟.在试验验证的基础上,通过调整活动导叶的开度以实现机组不同的运行工况,分析了3种流量工况下导叶、转轮和尾水管内的压力脉动规律.结果表明,尾水涡带形态和旋转方向对机组压力脉动的影响很大:在小流量工况下,尾水涡带为螺旋状,旋转方向与转轮转动方向相同,转轮出口产生强烈的低频压力脉动,转轮叶片上的压力脉动频率约为转轮转频的0.62倍,尾水管压力脉动主频约为转轮转频的0.36倍;在最优工况和大流量工况下,尾水涡带变为管状,转轮出口压力脉动幅值变小,在转轮叶片表面检测到与尾水管压力脉动主频相同的压力脉动;大流量工况下涡带旋转方向与转轮旋转方向相反,尾水管内压力脉动的最大值出现在弯肘段区域.     

涡轮出口旋流对扩大管压力回复性能的影响

为了研究涡轮出口旋流动能对入口锥角较大的直线型扩大管压力回复性能的影响,采用数值仿真的方法对其流体力学机理及规律进行探讨.选用可动翼灯泡贯流式水轮机作为研究对象,经水轮机进水管入口、固定导叶、导水机构叶栅、涡轮至尾水管（扩大管）出口实施了三维整体流动数值计算,计算了多运行工况下尾水管压力回复系数Cp,水力损失和比水能损率δD,得到了直线型扩大管内最优旋回动能与最大压力回复性能之间的流体力学关系,进而对于尾水管的水力性能进行了预测.提出了新定义的尾水管出口动能歪曲度Iek,进行了不同旋回入流条件下尾水管内部流动动能的比较.结果表明：Iek和Cp存在一定规律的内在关系,当尾水管动能歪曲度Iek具有最小值时,尾水管压力回复系数Cp最大、比水能损率δD最小.新提出的Iek可作为可动翼贯流式水轮机直线型尾水管内含旋回流动流体品质的评价指标.     

关于艳洲水电站吸出高度的选择

关于艳洲水电站吸出高度的选择史洪和长沙市水利水电勘测设计院（４１００００）水电站的吸出高度Ｈｓ值是自电站下游水位到安装高程的垂直距离。下游尾水位低于电站安装高程则称为正的吸出高度（＋Ｈｓ），下游尾水位高于电站安装高程则称为负的吸出高度（－Ｈｓ）。吸出...     

基于Omega涡识别方法的径流式水涡轮尾水管涡带特性

为了研究水涡轮尾水管的涡带特性与Omega涡识别方法对尾水管涡带的识别效果,对比了Q准则和λ₂准则以及Omega涡识别方法对尾水管涡带的识别效果,并基于Omega方法和降维的Omega方法分析了不同工况下尾水管的涡带特性.结果表明：对于径流式水涡轮,通过合理调整阈值,Q准则和λ₂准则以及Omega涡识别方法均能识别到清晰合理的尾水管涡结构,而Omega方法阈值选取区间较小且具有不敏感性;水涡轮尾水管在小流量工况时会出现较长的涡带,不利于机械的稳定性.同时运用二维Omega涡识别方法与拟涡能指标,在不同工况下对尾水管各监测面进行定量分析,确定涡量浓度高的区域,研究尾水管的能量耗散规律.结果发现,尾水管进水口到弯管之间的区域涡量浓度最高,能量耗散最大,流态最不稳定,这可为该型式水涡轮的结构优化提供理论参考与数据支撑.     

涡流发生器对试验尾水管性能改善作用分析

为设计出1种含有涡流发生器的新型试验尾水管,对涡流发生器的机理进行一定的研究,并结合尾水管的工作原理,进行计算模拟和试验验证.根据尾水管的几何特征,运用壁面函数法建立全流道结构网格,用SST模型对其进行数值计算,分别以涡产生截面和涡开始发展截面作为涡流发生器叶片的安装截面,先后模拟了其55种不同工况下的水流特性.同时计算出尾水管各工况下的能量恢复系数,找出能使其能量恢复系数提高最大的安装方法.研究结果表明:以15°夹角于尾水管涡开始形成截面,对涡方式安装2对涡流发生器,且涡流发生器的安装截面在尾水管内部涡开始形成的位置.利用此安装方法进行试验验证,测量出试验尾水管的能量恢复系数提高了3.2个百分点,同时,提出了涡流发生器的安装截面为尾水管内部涡流开始形成的截面.为在建和改建水电站提供了一定的依据.