双引水隧洞发电系统尾水隧洞明满流过渡过程特性研究

发布时间：2017-07-05 09:05

  本文关键词：双引水隧洞发电系统尾水隧洞明满流过渡过程特性研究

  更多相关文章： 水电站尾水系统 水力过渡过程 明满流交替 特征线法 Preissmann窄缝法

【摘要】：在水电站尾水系统中,由于水轮机增减负荷、水轮机开停机、阀门启闭等原因导致压力和流量发生急剧变化的过程,称为水力过渡过程。为防止水锤的危害,在设计水电站引水系统时,必须研究各种工况下水电站输水系统过渡过程的水力特性。本文用Preissmann窄缝法建立尾水系统的有压与无压相结合的水力过渡模型。采用计算机编程对特定工况下恒定流的水面线分布和非恒定流情况下的水位压力波动进行模拟,通过与试验测量数据进行比较,验证了数值计算模型的正确性和有效性。采用验证后的模型分别对大波动过程的甩负荷工况和增加负荷工况,以及联合工况下尾水系统的水力参数进行数值计算,获得了调压井和尾水主洞各特征断面的水位波动过程。本文研究表明采用preissmann窄缝法能够对有压与无压结合的尾水系统的明满流交替水力过程过程进行模拟分析。数值计算显示,当下游水位和洞顶接近时,明满流交替的过渡过程会产生间歇性的高压水锤。
【关键词】：水电站尾水系统 水力过渡过程 明满流交替 特征线法 Preissmann窄缝法
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV135
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 明满流基本理论研究进展10-13
• 1.3 本文的研究内容和方法13-16
• 2 基本原理及计算模型16-30
• 2.1 有压管道非恒定流计算模型16-19
• 2.1.1 有压管道非恒定流计算的基本方程16-17
• 2.1.2 有压管道非恒定流计算的特征线法17
• 2.1.3 有限差分法求解特征线方程17-19
• 2.2 管渠复合的非恒定流计算特征线方法19-23
• 2.2.1 明渠非恒定流计算的基本方程19
• 2.2.2 明渠非恒定流的特征线法19-22
• 2.2.3 管渠复合明满流过渡过程数学模型22-23
• 2.3 水轮机边界条件23-27
• 2.3.1 水轮机综合特性曲线24-25
• 2.3.2 水轮机边界条件25-27
• 2.4 电站水力系统过渡过程数值计算程序流程27-29
• 本章小结29-30
• 3 恒定流水面线和非恒定流压力波动模拟的实验验证30-36
• 3.1 电站水力系统布置30
• 3.2 电站水力系统过渡过程计算概化模型30-31
• 3.3 恒定流水面线分布验证对比31-33
• 3.4 非恒定流压力波动验证对比33-34
• 本章小结34-36
• 4 常规工况水电站过渡过程数值模拟分析36-50
• 4.1 两台机组同时甩负荷时水电站过渡过程数值模拟分析36-42
• 4.1.1 水轮机导叶、流量和转速变化36-38
• 4.1.2 蜗壳水头、尾水进口和调压井水头变化38-40
• 4.1.3 特征断面水位压力变化40-42
• 4.1.4 管渠复合段激波机理分析42
• 4.2 机组增加负荷时水电站过渡过程数值模拟分析42-48
• 4.2.1 水轮机导叶、流量和转速变化43-44
• 4.2.2 蜗壳水头、尾水进口和调压井水头变化44-46
• 4.2.3 特征断面水位压力变化46-48
• 本章小结48-50
• 5 联合工况水电站过渡过程数值模拟分析50-65
• 5.1 两台机组先后甩负荷时水电站过渡过程数值模拟分析50-57
• 5.1.1 水轮机导叶、流量和转速变化50-52
• 5.1.2 蜗壳水头、尾水进口和调压井水头变化52-54
• 5.1.3 特征断面水位压力变化54-56
• 5.1.4 下游河道低水位时甩负荷工况电站尾水系统过渡过程分析56-57
• 5.2 启闭联合工况水电站过渡过程数值模拟分析57-63
• 5.2.1 水轮机导叶、流量和转速变化57-58
• 5.2.2 蜗壳水头、尾水进口和调压井水头变化58-60
• 5.2.3 特征断面水位压力变化60-63
• 5.2.4 启闭联合工况分析63
• 本章小结63-65
• 6 结论与展望65-67
• 6.1 结论65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-70
• 作者简介70

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本文编号：521295