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三峡水电站进水口试验研究3.doc
三峡水电站进水口试验研究3行政论文范文大全
三峡水电站进水口试验研究
4 双孔试验结果
4.1 三个双孔模型的区别与联系
双ⅱ是在双ⅰ基础上改进的,双ⅲ则是在双ⅱ基础上优化的,目的是在进一步减小水头损失的同时,改进进水口前的流态。故此,三个模型的主要变化都在进水口前后,压力管道部分基本相同。
双ⅲ对双ⅰ的改进如下:
①拦污栅墩底部由圆弧曲线改为平直线,直线后接一段斜直线,再接半径10.00m的圆弧曲线,使进水口工作门的前面更开阔,断面面积更大,更趋于上下对称的情况。
②进水口淹没深度增加,可减少进水口前漩涡的发生。
③侧曲线和中墩几乎未作改变。进水口上缘曲线改为圆弧曲线,曲线末端也由第一道门槽加长到第二道门槽。后者更接近于流线形,且使进口开阔。
4.2 三个模型的试验结果
4.2.1 流态
双i 进口前水位135.00m时,水面平稳,有弱s型漩涡(只是表面漩涡,无下凹现象)未见v型漩涡。
双ⅱ 水位135.00m时,进口前亦发现有s型漩涡,但强度较双l稍大,除了表面旋转外,有下凹现象;未见v型漩涡。
双ⅲ 水位135.00m时,进水口前水面平稳,有s型漩涡,但强度较双ⅱ弱;与双i相似,无v型漩涡。
4.2.2 水头损失
三个模型的水头损失系数见表3。
双孔方案的改进取得了较大的成功,其中很多改进是参考其他工程及文献的基础上提出的,如采用椭圆曲线作进水口边壁,中墩的改进等。由表3可以看出,双ⅱ较双ⅰ水头损失减小了11cm,双ⅲ较双ⅱ减少了12cm。
表3 双孔损失系数
模型
双i
双ⅱ
双ⅲ
水头损失/hf·m-1
1.165
1.054
0.930
水头损失系数ζ
0.357
0.323
0.285
水位145.00m,流量966.4m3/s
4.2.3 压强分布
三个模型的压强分布,除双ⅱ局部压强的骤变外,三条压强分布曲线都很光滑,几乎不存在压强的振荡,这说明三种方案进水口曲线虽然不同,但对水流的影响效果相差不大;和单孔比较,双孔方案的压强分布较单孔方案好,其原因主要是双孔方案的进水口流速较低,沿程压强振荡较小。
上述试验结果,结合双孔三个模型的改进,有如下结论:
①淹没深度增大时,进水口上下对称有利于改善进水口前的流态。
②拦污栅墩与进水口距离增大,进口前流态变差,说明拦污栅具有一定的破漩作用。
③小半径圆弧与大半径圆弧相连的近似1/4椭圆曲线的组合曲线及l/4椭圆曲线比单圆弧曲线更接近于流线,因而其壁面上压强分布均匀,水头损失小。
5 单、双孔方案的比较
这里在流态和水头损失方面将单、双孔方案作一比较。流态只分析135.00m水位,水头损失只分析145.00m水位时的情况,原型流量均为966.40m3/s。
5.1 流态比较
单i 上游水位为135.00m时,进水口水面即有s型漩涡,又有v型漩涡,漩涡带气进入压力管道,气带直径模型达3~4cm持续时间长达10s;s型漩涡则持续存在,水面上下波动较大。
单ⅱ s型、v型漩涡并存,挟气漩涡直径模型lcm左右,统计平均每10min约有14~15个。
单ⅳ 有s型波涡,未发现v型漩涡,漩涡旋转较快,有时漩涡中心凹陷。
双i 进口水面平稳,偶有弱s型漩涡出现,未见有v型漩涡。
双ⅱ 发现有s型漩涡,强度较弱,多为表面旋转,偶有中心凹陷的漩涡出现。
双ⅲ 水面平稳,几乎无s型漩涡出现。
5.2 水头损失比较(表4)
表4 单双孔方案的水头损失及其系数
方案
单ⅰ
单ⅱ
单ⅲ
双ⅰ
双ⅱ
双ⅲ
头损失/hf·m-1
1.42
1.064
0.982
1.165
1.053
0.921
水头损失系数ζ
0.350
0.338
0.304
0.357
0.323
0.285
均无拦污栅
由表4可见,在经过优化后,无论是单孔还是双孔,水头损失都有较大幅度的减少,其中单ⅳ和单ⅰ比较,水头损失减少了0.160m,双ⅲ与双ⅰ比较,水头损失减少了0.244m,双孔减小幅度较大。另外,就单、双孔的最终方案(单ⅳ、双ⅲ)而言,双孔方案的水头损失较单孔方案小0.061m。
综上所述,由于双孔方案进口面积大,流速低、进口宽,因而双孔方案在流态方面大大优于单孔方案。在水头损失方面,双孔方案虽有中墩的存在,水头损失仍较单孔方案为小。
由此可以看出,无论在流态还是水头方面,双孔方案均优于单孔。因此从水力学角度选择时,双孔方案在水头损失、机组运行稳定性以及电站安全等方面较单孔有利。
6 结语
(1)在水面下漩涡易发生部位适当高程位置设置水平横梁,可具有破除漩涡的作用。其破漩作用与其对于水面的高程有关,高程适合时,破漩作用明显;否则只减小漩涡发生的强度,但却增加了漩涡发生的频率,并且使临界淹没深度增
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