高寒区引水渠道抽水融冰机理试验研究

发布时间：2017-03-29 09:06

  本文关键词：高寒区引水渠道抽水融冰机理试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在我国西北高寒地区,引水式水电站冬季渠道防治冰害是电站必须要考虑的关键问题,每年因为冰害问题产生了巨大的经济损失和安全隐患。在现有的防治冰害措施中,抽水融冰是解决引水式电站冬季运行冰害的理想措施,利用水温较高的地下水注入引水渠道,提高渠道水温,防止水中冰花的产生,同时可增加渠道流量用于发电。抽水融冰法防治渠道冰害已经在我国西北等多个水电站实际应用并取得良好的效果,但目前国内外对于抽水融冰研究不多且多集中在原型试验及理论介绍方面,相关的试验研究更是鲜有介绍。本文以新疆玛纳斯河红山嘴电站冬季抽水融冰实际运行引水渠道为原型观测对象,通过原型观测和模型试验的方法,研究抽水融冰的关键影响因素和运行机理,为引水式电站冬季抽水融冰运行提供理论依据与技术支持,保障高寒区引水式电站能够全冬季发电,对当地居民生态环境、生活生产等方面均具有重要意义。在原型观测和室外水槽试验的基础上,本文对引水渠道抽水融冰的机理进行了研究,论文主要包括以下4个方面的内容:(1)本文在阐述河冰演变过程和冰害种类的基础上,对国内外的冰情研究现状进行了较系统的总结和分析。(2)利用抽水融冰水槽试验模型,对不加井水的情况下渠道水温、冰花密度以及冰水合流速的沿程变化进行了模型试验,结果表明:渠道中水温沿程降低、冰花密度沿程增加、冰水合流速沿程减小。(3)分别在不同的渠道流量、井水流量和渠道来水温度情况下进行模型试验,分析了各因素对渠道水流增温效果影响,井水流量与水温变化与渠道混合水温成正比,井水流量越大、水温越高,渠道增温效果越明显;渠道流量与渠道混合后水温成反比,渠道流量越大的情况下,井水的增温效果被稀释,效果不明显,渠道水温与混合后水温成正比,渠道水温越低,混合后水温则越低。(4)通过比较引水渠道中水温、冰花密度与冰水合流速之间的沿程变化规律,结果表明:引水渠道中水温与冰花密度、冰花密度与流速都是呈相反规律变化,水温与流速呈正相关变化,且水温变化与流速变化相比有一个滞后的过程。本文所得到的抽水融冰水槽模型试验的结果,结合实际工程运行情况,可以为制定出适合其它水电站的抽水融冰方案做参考,最终使水电站能够以较经济前提下实现自动化方式解决冰害问题。
【关键词】：高寒区 抽水融冰 冰害 水温变化 模型试验
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV698.26
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究目的及意义9
• 1.2 抽水融冰技术原理9-11
• 1.3 国内外研究现状11-15
• 1.4 本文主要研究内容15-16
• 1.5 研究目标、方法及课题来源16-18
• 第二章 原型工程概况及原型观测试验18-23
• 2.1 原型工程概况18-20
• 2.2 原型工程冰害及其应用抽水融冰技术产生的效益20
• 2.3 原型观测数据分析20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 试验概况23-27
• 3.1 试验平台的搭建23-25
• 3.2 水温沿程变化规律试验25-26
• 3.3 冰花密度沿程分布试验26
• 3.4 冰水合流速沿程分布试验26
• 3.5 本章小结26-27
• 第四章 引水渠道水温沿程变化规律研究27-34
• 4.1 不加井水条件下渠道水温沿程变化规律27-29
• 4.2 加井水条件下渠道水温沿程变化规律29-33
• 4.3 本章小结33-34
• 第五章 引水渠道冰水合流速沿程变化规律研究34-40
• 5.1 不同渠道来水流量下冰水合流速沿程变化规律34-35
• 5.2 井水注入条件下渠道中冰水合流速沿程变化规律35-38
• 5.3 引水渠道中水温与流速沿程变化关系38-39
• 5.4 本章小结39-40
• 第六章 引水渠道冰花密度沿程变化规律研究40-47
• 6.1 不加井水条件下引水渠道冰花密度沿程变化规律40-41
• 6.2 井水注入条件下渠道冰花密度沿程变化规律41-44
• 6.3 引水渠道中水温与冰花密度沿程变化关系44-45
• 6.4 引水渠道中冰花密度与流速沿程变化关系45-46
• 6.5 本章小结46-47
• 第七章 结论与展望47-50
• 7.1 结论47-48
• 7.2 试验中存在的问题及研究展望48-50
• 参考文献50-54
• 作者简介54-55
• 致谢55-56
• 导师评阅表56

【参考文献】

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本文编号：274094