蓄能式液控双速闸门启闭系统的研究

研究采用水力过渡过程理论、电液控制技术与蓄压器技术、研究了大型轴流泵站在“超驼峰运行”条件下水泵出口闸门的最优启闭程序,并研制了蓄能液控双速闸门及启闭系统,从而实现了在水泵启动和停机过程中水泵出口的闸门全自动双速开启与关闭,从而解决了大型轴流泵站的所谓“超驼峰运行”问题,为确保机组正常安全运行,提高泵站的经济效益发挥了重要的作用。     

大型泵站卷扬式快速闸门的启闭控制及开高测量

大型泵站流道进出口快速闸门的启闭控制需要准确可靠的方法，由电子接近开关和机械行程工关共同组成的精密电子机械行程开关完全胜任这一要求。利用小型微动开关按照格雷码规则对闸门开高进行编码，实现了闸门开高的可靠精确测量。     

泵站从长距离明流隧洞引水的水力过渡过程

泵站从长距离明流隧洞或明渠的中部引水是一种常见的工程布置形式,水力过渡过程计算通常涉及无压、有压输水系统耦合。以典型泵站工程为例,提出了无压、有压输水系统耦合的求解算法,给出了泵站事故断电、正常启动、停机的控制策略和水力特性。无压、有压输水系统可分别采用长、短时间步,假定一个长时间步内的连接处水位恒定,计算有压输水系统的水力瞬变过程,无压输水系统只考虑连接处流量影响。研究工程中的闸门井,不仅是截流元件,还应考虑其调压塔效用。研究成果可为类似工程的水力过渡过程计算提供参考。     

大型泵站快速闸门断流过程理论研究

从机组停泵动态过渡过程着手,结合闸门自身运动特点,从理论上分析快速闸门的下落速度、闭门时间和闭门撞击力,建立快速闸门下落运动的数学模型,提出计算方法,并结合工程实际进行理论分析验算,对比现场实测结果,两者较为接近。快速闸门断流过程理论研究,对大型泵站的设计、运行和管理有参考价值。     

泵站液压快速闸门自动化控制系统改造

介绍了液压快速闸门的工作原理以及运行管理中存在的主要问题，以PLC在皂河抽水站的液压快速闸门中的应用为例，介绍PLC的特点、功能以及控制系统的设计原理。对闸门自动化改造提供有益的参考。     

轴流泵站进出水流道水力损失的试验研究

对轴流泵站进出水流道的水力损失进行了试验研究，说明出水流道能回收旋涡能且水力损失不与流量的平方成正比。     

整体吊装式轴流泵及泵站研究

根据当前中小型立式轴流泵站存在的检修难的问题，提出了整体吊状的检修技术，并介绍了整体吊状中所要解决的关键问题；根据不同水位和不同安装情况，提出了三种不同的整体吊状方案。     

堤后式排涝泵站事故停机闸门井涌波计算

建立了具有提排与自排结合功能的堤后式排涝泵站事故停机闸门井涌波计算的数学模型。以事故停机拍门断流过程，即压力水箱中的流量过程作为边界条件，从初始恒定状态开始，采用四阶龙格—库塔数值积分法求解闸门井涌波控制方程组，得到在事故停机条件下闸门井水位波动过程，从而可得到闸门井涌渡过程中的最高水位，为合理地确定闸门井启闭机室地面高程提供依据。     

梯级泵站水道系统过渡过程计算分析

为了分析梯级泵站水道系统过渡过程，通过对比明渠非恒定流基本方程和管道瞬变流方程，建立了管、渠非恒定流联合计算的数学模型，并探讨了求解该方程组的特征线格式。在考虑输水系统中泵站事故停泵水锤的基础上，结合东深供水工程实例进行了计算分析，得出了各泵站的流量变化过程以及各出水道不同位置的水位变化过程、不同时刻的水面线。     

低扬程泵站箱涵式出水流道水力特性试验

对泵站箱涵式出水流道5种不同出水喇叭口悬空高度、4种不同后壁距及矩形、半圆形和对称蜗壳形3种后壁型线以及导叶后无扩散喇叭管方案进行了试验研究。测得了喇叭口不同悬空高度时流道的水力损失,分析得出了不同佛汝德数下流道水力损失随喇叭口悬空高度变化的规律。对4种不同后壁距及不同后壁型线时流道的水力损失进行了测试和分析比较并观测了流道内流态。     

大型泵站虹吸式出水流道优化水力设计

采用三维紊流数值模拟的方法,揭示了大型泵站虹吸式出水流道内的三维流动形态;提出通过建立虹吸式出水流道几何模型并借助三维紊流数值模拟的方法,逐一改变流道几何尺寸、观察流态变化、逐步优化流道型线,以最终实现虹吸式出水流道的优化水力设计;通过专门设计的模型试验,验证了虹吸式出水流道优化水力设计的效果。     

泵站出水流道模型水力损失的测试

根据低扬程水泵装置的研究方法可以多样化的观念,提出了将泵站出水流道模型从水泵装置模型中分离出来单独进行水力损失测试的新方法,介绍了该方法所采用的测试装置、水力损失计算方法及误差分析等有关问题.与传统测试方法相比,该方法的特点是：以较少的费用、较短的周期获得准确的结果.对2个不同几何形状的出水流道模型进行了水力损失测试及比较,试验结果表明：出水流道的水力损失与其几何形状有非常密切的关系.     

泵及装置原型与模型水力特性换算方法

对国内外多种泵及装置原型、模型水力特性换算方法研究所取得的进展进行了回顾,主要内容包括具有奠基意义的Moody效率换算公式,考虑比尺效应的原型、模型泵及装置效率的换算方法,以及原型、模型泵能量性能参数的换算方法。详细介绍了我国学者在这方面的研究成果,并对现有不同换算方法进行了简要的评述,指出缺乏高精度完整可靠的水泵装置原型测试数据,是目前制约水力特性换算方法深入研究的重要原因,将数值模拟与理论分析和试验研究相结合,可望取得突破性的进展。     

泵站进水流道模型水力损失的测试

根据低扬程水泵装置的研究方法可以多样化的观念,提出了将泵站进水流道模型从水泵装置模型中分离出来单独进行水力损失测试的新方法.介绍了该新方法所采用的测试装置、试验准则、水力损失计算方法及误差分析等有关问题.与传统测试方法相比,新方法具有费用少、周期短、测试准确等特点.采用新方法对2组不同几何形状的肘形进水流道模型进行了水力损失测试及比较,试验结果表明：肘形进水流道的水力损失与其几何形状有密切的关系。     

大型泵站斜式出水流道优化水力设计

采用三维紊流数值模拟的方法 ,模拟了某大型泵站 15°斜式出水流道内的三维流动形态 ,指出由于流道型线设计不当而导致了不良流态。通过建立斜式流道几何模型并借助于三维紊流数值模拟方法 ,逐一改变流道的几何尺寸 ,根据流道内流态的改变情况逐步优化流道型线 ,实现了斜式流道的优化水力设计     

低扬程水泵装置停泵过渡过程的近似计算

根据低扬程泵装置管路特性、水泵机组的动力学特性和停泵过渡过程中泵系统能量守恒原理以及泵相似理论，并结合现场实测停泵过渡过程曲线的特征点，提出了低扬程泵站停泵泵工况动态特性计算的数学模型。     

大型轴流泵水力不稳定区研究

大型轴流泵的水力不稳定区的存在不仅影响泵站安全启动,而且限制泵站稳定运行的范围。当同一扬程点下对应3个流量点时,轴流泵运行工况点进入水力不稳定区,在闭式试验台条件下,该区范围为谷峰和谷底之间的区域。轴流泵旋转失速与进水条件恶化是导致水力不稳定区产生的二大因素。随着南水北调跨流域调水工程建设和全国大中型泵站改造的实施,如何预防和避免大型轴流泵进入水力不稳定区显得非常迫切和重要。     

大型低扬程泵站钟形进水流道水力特性研究

基于三维不可压缩流体的雷诺平均Navier-Stokes方程和RNG κ-ε湍流模型,应用有限体积法计算了双隔墩钟形进水流道7种不同工况的流道内流场,分析了钟形进水流道的流动特性,归纳了不同工况喇叭管进出口断面的速度分布规律,预测了流道的水力损失并揭示了水力损失规律.通过分析钟形进水流道各个断面的轴向速度分布均匀度与速度加权平均角度,给出了钟形进水流道的叶轮名义高度的取值范围(1.25～1.4)D,验证了钟形进水流道高度低的特点,计算结果表明采用RNG κ-ε湍流模型能较好地分析进水流道的水力特性.