水泵吸水口臨界淹沒深度及其近場水力特性試驗

本文利用piv技術(shù)測量了臥式開放式水泵吸水池內(nèi)部臺階附近的流場,得到了定常不同工況下的流場速度分布圖等水力參數(shù)結(jié)果,通過對試驗結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn),臺階高度、進(jìn)口來流速度和淹沒深度的變化對吸水池內(nèi)部流場都產(chǎn)生重要的影響。

在壓力22.5~28mpa,質(zhì)量流速600~1000kg·m-2·s-1,工質(zhì)比焓800~3100kj·kg-1范圍內(nèi),對超臨界水在四頭內(nèi)螺紋管內(nèi)的流動阻力特性進(jìn)行了試驗研究,得到了不同工況下內(nèi)螺紋管流動阻力的變化規(guī)律,分析了壓力、質(zhì)量流速和工質(zhì)比焓變化對內(nèi)螺紋管摩擦阻力系數(shù)的影響。試驗結(jié)果表明:超臨界壓力下質(zhì)量流速對摩擦阻力壓降有很大影響,但對摩擦阻力系數(shù)的影響很小;在擬臨界區(qū)域摩擦阻力系數(shù)有階躍式增長現(xiàn)象,且這種階躍增長現(xiàn)象隨著壓力的增加而減弱。整理試驗數(shù)據(jù)得到超臨界水的內(nèi)螺紋管摩擦阻力系數(shù)經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式,與試驗值相比誤差小于15%,為設(shè)計具有良好水動力特性的超臨界鍋爐提供可靠依據(jù)。

結(jié)合廣東惠州液化天然氣電廠取排水系統(tǒng)工程實際,對電廠取水口至泵房過渡前池引水箱涵的水力特性進(jìn)行了物理模型試驗研究,分析了恒定正常工況和暫態(tài)工況的水力參數(shù)變化規(guī)律.試驗結(jié)果可為工程設(shè)計提供技術(shù)依據(jù),同時對類似的工程具有一定的參考價值.

結(jié)合廣東惠州液化天然氣電廠取排水系統(tǒng)工程實際,對電廠取水口至泵房過渡前池引水箱涵的水力特性進(jìn)行了物理模型試驗研究,分析了恒定正常工況和暫態(tài)工況的水力參數(shù)變化規(guī)律。試驗結(jié)果可為工程設(shè)計提供技術(shù)依據(jù),同時對類似的工程具有一定的參考價值。

本文結(jié)合大樹子抽水蓄能水電站下庫進(jìn)出水口試驗任務(wù),對側(cè)式短進(jìn)出水口在不同工況下的流速分布、水頭損失、庫區(qū)流態(tài)等水流特性進(jìn)行了水力模型試驗研究。對原設(shè)計體型成功進(jìn)行了優(yōu)化,使各項水力參數(shù)達(dá)到比較理想的效果,解決了抽水蓄能電站側(cè)式短進(jìn)出水口在出流時流態(tài)分布不均勻與水頭損失系數(shù)偏大的難題。

塑料軟管被廣泛應(yīng)用于農(nóng)田低壓輸水灌溉，但至今其水力特性仍未被充分研究。水力學(xué)實驗表明，塑料軟管是水力光滑管，但與硬質(zhì)塑料管不同，它柔軟而富彈性，只有在一定的內(nèi)水壓強(qiáng)下才能顯標(biāo)準(zhǔn)圓形斷面。內(nèi)水壓強(qiáng)較小時斷面收縮且呈非圓形，內(nèi)水壓強(qiáng)較大時斷面脹大。所以其水力特性隨內(nèi)水壓強(qiáng)而變化?？紤]到這些特點，在水力學(xué)實驗的基礎(chǔ)上提出了塑料軟管沿程阻力系數(shù)計算公式。

由現(xiàn)場試驗確定蝴蝶閥的水力特性

在參照滴頭水力特性檢測方法的基礎(chǔ)上,從流量變異系數(shù)、流量壓力關(guān)系、水量分布均勻系數(shù)等角度研究了吸力式微潤灌水器水力特性。結(jié)果表明,0.02mpa工作壓力下微潤灌水器流量變異系數(shù)均值為5%,流量變異系數(shù)隨著壓力的增大先減小后增大;流量隨著工作壓力的增加而明顯增大,二者之間具有良好的冪函數(shù)關(guān)系;水量分布均勻系數(shù)在83%～93%之間變化,隨工作壓力的增加先增大后減小,為了盡可能保證灌水器出流量和灌水均勻,工作壓力宜控制在0.018～0.025mpa之間。

為研究co2在熱泵領(lǐng)域的應(yīng)用,設(shè)計并搭建了co2跨臨界循環(huán)水源熱泵系統(tǒng)試驗臺,研究系統(tǒng)在不同工況下運(yùn)行的性能參數(shù).試驗結(jié)果表明:在水源溫度為30℃,初始水溫度為25℃,蒸發(fā)溫度為10℃,終止水溫度為60℃和65℃,蒸發(fā)器側(cè)的水熱源流量為0.6m3/h條件下,系統(tǒng)coph隨著高壓側(cè)壓力的升高,呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢,最大coph為4.4,與其相對應(yīng)的高壓側(cè)壓力為最優(yōu)高壓側(cè)壓力.

結(jié)合廣東惠州電廠取排水系統(tǒng)工程實際,通過在恒定和瞬時兩種工況下的物理模型試驗研究,對電廠取水口至泵房過渡前池的水力特性進(jìn)行了分析。試驗結(jié)果可為水泵系統(tǒng)設(shè)計的安全性及合理性提供技術(shù)依據(jù),同時對類似的工程設(shè)計也具有參考價值。

泵站前池內(nèi)的流態(tài)優(yōu)劣,對泵站的持久安全運(yùn)行有極大的影響。經(jīng)采用物理模型試驗的方法,通過分析大量的實測資料,得出前池流場橫向、縱向的流速分布特點,分析現(xiàn)象產(chǎn)生因素,提出合理的前池結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,以保證其間水流流態(tài)的均勻性和穩(wěn)定性。

哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司600mw超臨界鍋爐爐水循環(huán)泵出口調(diào)節(jié)閥采用了大口徑的控制氣蝕式進(jìn)口調(diào)節(jié)閥。介紹了該閥門的結(jié)構(gòu)及密封特點。并根據(jù)其在運(yùn)行期間曾發(fā)生的泄漏,結(jié)合檢修處理過程進(jìn)行原因分析,提出了在檢修該閥門過程中防止泄漏的處理經(jīng)驗和改進(jìn)措施,為同類型閥門檢修提供參考。

直流爐單臺給水泵跳閘時,鍋爐給水流量急劇下降,如處理不當(dāng)有可能導(dǎo)致鍋爐壁溫,主、再蒸汽溫度及分離器中間點溫度超限,嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行,最終可能因給水流量低、分離器中間點溫度、水冷壁溫及主、再蒸汽溫度等相關(guān)保護(hù)動作導(dǎo)致機(jī)組跳閘。結(jié)合超臨界直流鍋爐單臺給水泵跳閘事故處理案例,分析給水泵跳閘的主要現(xiàn)象,提出直流爐給水泵跳閘的處理及注意事項。

根據(jù)試驗測得的矩形渠道在不同流量、不同閘門開度情況下的閘前流速、水深、流量數(shù)據(jù)和計算的閘前各斷面的動能修正系數(shù),對閘前流速分布規(guī)律進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:在同一閘門開度、同一流量下,隨著距閘前距離的增大,動能修正系數(shù)減小,即流速分布越來越均勻;在同一閘門開度、同一斷面下,隨著流量的增大,動能修正系數(shù)增大,即流速分布越來越不均勻;在同一斷面、同一流量下,隨著閘門開度的變大,動能修正系數(shù)變小,即流速分布越來越均勻。

對擬建水庫的長、短旁通洞排沙效果進(jìn)行了水工模型試驗研究,試驗中率定了旁通洞的泄流能力；觀測了旁通洞進(jìn)口及洞內(nèi)流態(tài)；測量了長、短旁通洞在正常水位下,宣泄不同流量時的含沙量等。試驗結(jié)果表明:在閘門全開情況下,長、短旁通洞的泄流能力均超過200m3/s；在輸沙模數(shù)1200t/km2考慮下,長旁通洞方案中水典型年過機(jī)年平均含沙量為51.3g/m3,短旁通洞方案中水典型年過機(jī)年平均含沙量為59.0g/m3。研究結(jié)果證明:長、短旁通洞泄流能力均滿足分流要求、旁通洞進(jìn)口段與導(dǎo)流洞結(jié)合段無不良流態(tài)、短旁通洞的輸沙能力略優(yōu)于長旁通洞方案。

對擬建水庫的長、短旁通洞排沙效果進(jìn)行了水工模型試驗研究,試驗中率定了旁通洞的泄流能力;觀測了旁通洞進(jìn)口及洞內(nèi)流態(tài);測量了長、短旁通洞在正常水位下,宣泄不同流量時的含沙量等.試驗結(jié)果表明：在閘門全開情況下,長、短旁通洞的泄流能力均超過200m3/s;在輸沙模數(shù)1200t/km2考慮下,長旁通洞方案中水典型年過機(jī)年平均含沙量為51.3g/m3,短旁通洞方案中水典型年過機(jī)年平均含沙量為59.0g/m3.研究結(jié)果證明：長、短旁通洞泄流能力均滿足分流要求、旁通洞進(jìn)口段與導(dǎo)流洞結(jié)合段無不良流態(tài)、短旁通洞的輸沙能力略優(yōu)于長旁通洞方案.

近幾十年來,隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),城市遭遇洪水內(nèi)澇的危險也日愈攀升.本文通過概化模型來研究城市洪水特性,得到了在不考慮建筑物透水性的條件下,上游水位分別為30cm、40cm、50cm,城市街道與水流方向平行、與水流成22.5°、與水流成45°時,下游模型街道中的水深變化.實驗發(fā)現(xiàn)不同的城市布置中,隨著上游水位的增加,街道內(nèi)的水深也隨之增加;當(dāng)所測街道與水流方向一致時,街道水深值最小,排水性最好;當(dāng)街道與水流方向存在夾角時,夾角越大街道內(nèi)的水深值也越大.本文通過實驗手段,獲得了概化城市模型在洪水來臨時街道的水流數(shù)據(jù),為后續(xù)的城市防洪研究提供了數(shù)據(jù)支持.

一種新型渦輪驅(qū)動多相水力潛油泵已成功地在北海captain油田a開發(fā)區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場試驗,其目的在于檢驗這種新型泵在高油氣液流條件下的工作性能,隨后在captain油田b開發(fā)區(qū)進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用。在captain油田a開發(fā)區(qū)的c—13井現(xiàn)場試驗表明,多相水力潛油泵的采液量達(dá)715m~3/d,泵吸入端最大氣體體積百分?jǐn)?shù)達(dá)80％左右,具有在較寬的開采層段油井中處理氣/液段塞流和防止發(fā)生氣鎖的能力。此外,它還具有舉升單相和多相稠油的能力,適合在井底條件多變的油井中應(yīng)用。

對泵站箱涵式出水流道5種不同出水喇叭口懸空高度、4種不同后壁距及矩形、半圓形和對稱蝸殼形3種后壁型線以及導(dǎo)葉后無擴(kuò)散喇叭管方案進(jìn)行了試驗研究。測得了喇叭口不同懸空高度時流道的水力損失,分析得出了不同佛汝德數(shù)下流道水力損失隨喇叭口懸空高度變化的規(guī)律。對4種不同后壁距及不同后壁型線時流道的水力損失進(jìn)行了測試和分析比較并觀測了流道內(nèi)流態(tài)。

對一經(jīng)優(yōu)化設(shè)計的泵站簸箕型進(jìn)水流道制作了水力模型,測試其水力損失;采用雷諾平均納維斯托克斯方程(rans)和標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型,運(yùn)用simplec算法,對流道內(nèi)部流場進(jìn)行了三維湍流數(shù)值模擬,揭示了流道內(nèi)水流的流態(tài)和特征斷面的速度分布規(guī)律.試驗和數(shù)值分析結(jié)果表明,所設(shè)計的簸箕型進(jìn)水流道內(nèi)無漩渦,流態(tài)良好,水力損失小,水泵進(jìn)口速度分布均勻,加權(quán)平均入流角接近90.°

樂昌峽水利樞紐工程壩址河道狹窄,電站尾水出水口靠近溢流壩,溢流壩泄洪對電站尾水出水口出水渠安全運(yùn)行影響較大。該文在水力模型試驗的基礎(chǔ)上,對電站出水口出水渠布置進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,滿足了工程安全運(yùn)行的要求。

在室內(nèi)將3種類型的灌水器置于自制水槽中,進(jìn)行了灌水器的淹沒出流試驗。試驗結(jié)果表明:灌水器在淹沒出流時的出流規(guī)律與自由出流相同,但淹沒時的流量略小于對應(yīng)壓力下自由出流的流量,其流量變化率多在10%以內(nèi);相比之下,低壓時流量變化率比高壓時大,即在灌水器額定工作壓力(10m)附近,淹沒出流對其影響較小。統(tǒng)計特征表明,灌水器淹沒后出流更加均勻。不同灌水器類型對淹沒與否的敏感程度有所差異,微管灌水器最為明顯,其次是內(nèi)鑲式,補(bǔ)償式變化很小。升降壓過程中,降壓過程的淹沒出流對灌水器的流量變化率均小于升壓過程。