大口径活塞式调流调压阀流动特性研究

活塞式调流调压阀用于实现管线不同流量和压力工况间的转换,其良好的调节性能和流动特性对管线系统的安全高效运行意义重大。中小口径活塞式调流调压阀技术成熟,应用业绩丰富,DN2000 mm直径以上大口径活塞阀工程实例少,实际运行数据匮乏,其运行稳定性和调节可靠性有待深入研究。以LHX941-16Q-DN2200型大口径活塞式调流调压阀为研究对象,通过模型试验和CFD流场分析计算,研究了不同压差、不同开度工况下,阀门流量系数、流阻系数、泄放流量等核心流动特性参数,通过模型阀CFD计算和模型试验结果对比,验证模型阀结构设计的合理性。结果表明:流量系数随着阀门开度增加逐步增大,流阻系数随着阀门开度增加逐步减小;小开度时流阻系数较大,流态紊乱,各工况点流量系数、流阻系数试验值与计算值偏差较大,随阀门开度增加流阻系数下降明显,大于20%开度以后流阻系数-开度全线较为平稳,且模型阀流态趋于稳定。模型阀结构设计可直接用于指导原型阀生产和制造。     

活塞式调流调压阀水力特性测试

为保证调流调压阀运行安全稳定,从阀门水力设计、安装高程确定及运行调度等方面提出阀门水力特性的优化措施。分析调流调压阀临界汽蚀系数及汽蚀装置系数确定方法,借鉴水轮机汽蚀力学判据的概念,推导出阀门安装高程的计算公式。采集在线调流调压阀运行数据,绘制真机流量系数与开度特性曲线,对阀门水力设计进行验证和校核。结果表明：阀门开度大于 45.3% 时流量系数实测值与设计曲线基本一致,但在小开度段偏差稍大;现场试验过程中阀门运行平稳,噪声在 90?dB（A）以下,振动幅度也在较小范围内,进一步验证了调流调压阀水力特性优化设计及安装高程确定方法的合理性。     

水神堂泉域保护工程调流调压阀选型分析

在各种流体装置中,调流调压阀起到重要的控制作用,在水电工程和管道输水工程中广泛应用.文中以山西省广灵县水神堂泉域保护工程的调流调压阀选型为实例,通过对阀门种类的对比分析和流通能力、流量特性、汽蚀性能等数值计算,确定适用工程运行的调流调压阀型号.     

三河口水利枢纽调流调压阀仿真计算分析与试验研究

三河口水利枢纽供水阀采用DN2000-16活塞式调流调压阀。为保证流量符合设计要求、阀门不发生气蚀振动破坏,确保工程安全,针对水头高、流量变幅大、工作条件复杂的问题,进行了调流调压阀的流场仿真分析计算和试验研究。首先建立三维仿真模型,选择合适的计算软件,根据设计流量率定流阻系数后,选择前半段开小孔、后半段开大孔的活塞开孔型式,进行流态仿真计算,包括流场分析、气蚀和振动分析计算。其次,按线性缩尺1∶5设计1台DN400模型机,分析论证模型机与真机的相似性。最后,按照计算参数设计加工一台DN400的模型机,通过试验验证其关键参数和流量特性与计算值的符合性,测量模型机上下游压力、流量等参数,测算其流阻系数、流量系数和流量-压力-开度曲线。结果显示:压力-开度-流量关系符合设计要求,流量/开度比呈直线分布,压力值相等情况下流量比与模型比呈平方关系;DN400模型机仿真分析计算结果与DN2000调流调压阀计算结果比较,流阻系数、流量系数比误差基本≤5%,基本达到相似性要求;与DN400模型机CFD计算结果对比后误差≤5%,试验和计算结果基本吻合,气蚀判定后没有气蚀发生,噪音小于95分贝。结果表明:流场分析计算所用软件是可靠的,DN2000调流调压阀具有良好的抗气蚀性能。通过试验和研究后,研究制定了"模型试验内容及验收标准"和"DN2000-1.6 MPa调流调压阀验收标准",为我国《调流调压阀设计导则》的制定奠定了坚实基础。     

大口径、高压力新型止回阀在新疆SJZ泵站的应用

针对大口径高扬程泵站突然失电时水泵出口阀两阶段关闭存在的问题,提出了采用轴流式止回阀代替两阶段关闭液压阀的措施。对应用于SJZ泵站的轴流式止回阀流阻系数和流量系数进行了仿真计算,基于阀门弹簧的作用和水泵失电后的阀门出口边界条件变化特性,对轴流止回阀的动态特性进行了模拟和分析表明,阀门在正向流速降至零时,立即完全关闭阀门,可避免水泵倒转、水倒流及过大的阀后升压,且能保证阀门关闭时阀瓣前后压力稳定。     

一体化泵站流动特性数值模拟分析

为探究一体化泵站在不同流量工况下泵站内部流动特性,基于不可压缩流体的连续性方程和雷诺时均N-S方程,采用计算软件CFD对一体化泵站进行数值模拟。通过不同特征工况下,分析了一体化泵站内部流动相关特性及水力性能影响。结果表明:小流量工况下,入水口流速平缓,集水池内流线上下扩散严重,多处出现漩涡,水泵效率偏低,随流量稍增,两水泵效率偏差增大;大流量工况下,水泵效率下降快,流线向管道Ⅰ偏流。从而在过小或过大流量工况下,会对一体化泵站的高效与经济运行产生一定影响。     

水在小高宽比微小高度矩形弯道中的流动特性的试验研究

设计了三种不同曲率半径、每种曲率半径包括三种不同当量直径的微小通道，并对其水力特性进行了一系列的试验研究，将试验结果分别与经典的层流理论的计算结果以及常规尺度矩形截面弯曲通道试验关联式的计算结果进行了比较，发现它们间存在较大的差异。试验表明，在本文的试验条件下，流体在弯曲微小通道中流动的临界雷诺数Rec＝1000-1200，且随着曲率半径的减小，Rec也逐渐减小。曲率半径对弯曲微小通道的摩阻系数有一定的影响，其值随曲率半径的减小而增加，得出了适用于本文条件下的弯曲微小通道摩阻系数的试验关联式。     

弧形闸门泄流特性分析

通过对《水力计算手册》、《溢洪道设计规范》、《水闸设计规范》、水力学中弧形闸门泄流水力计算公式的对比运用,结合水工模型试验,提出闸孔出流计算公式中流量系数的修正以及应注意的问题。     

平面弧形双开闸门闸下水流流动特性研究

通过平面弧形双开闸门物理模型试验,对闸门对称开启、不对称开启和浮起运行三种情况的闸下水流流态进行了观测,测量闸门上下游水位、过闸流量、闸门开度等水力参数,分析闸下水流流态,总结出平面弧形双开闸门运行时闸下水流流动的特性。闸门对称开启时,闸下没有影响闸门运行的不良流态,主流居中,两侧回流区对称;闸门不对称开启时,闸门的开度小比开度大时对流态的影响大;闸门浮起运行时,闸下海漫段主流偏于两侧,河道中心部位形成两个强弱周期转换的回流区。     

水力式升船机控制阀门水力特性试验研究

控制阀门是水力式升船机所特有的核心设备,深入全面地掌握其内部及附近的水力特性,关乎水力式升船机的运行效率及安全.针对世界上第一座水力式升船机的控制阀门——活塞式调流阀,通过物理模型试验进行了不同开度、背压、压差条件下的水力特性试验研究,重点关注阀门的流量特性、空化特性以及阀后管壁压力特性.研究结果表明:活塞阀控流精确,...     

适应水击控制的多喷孔套筒式调流阀研究

现有多喷孔套筒式调流阀无量纲阀门流量系数τ和开度y的特性曲线是线性的,或是上凸的,这有利于在阀门的整个行程内允许精确的流量控制,但是不利于长管道的水击控制.文中提出了适应水击控制多喷孔套筒式调流阀的设计方法和实例,其特点是τ-y曲线是下凹曲线,可以在相同关阀条件下大大减少水击压力.     

先导活塞式泄压阀的运动规律

先导活塞式泄压阀是一种新型的防水击危害的安全阀,但理论研究尚不成熟。本文系统地考虑了影响先导活塞式泄压阀运动的各方面因素,包括水压力、运动部件的重力、弹簧力、活塞环摩阻力和渗漏等,基于结构运动力学和水力学原理,得到了主阀启闭速度与液压传动系统流量的函数关系,建立了描述主阀启闭速度与时间关系的运动方程。然后,通过对主阀关闭运动方程的解析,修正了现有活塞渗漏流量的计算公式,提出了合理选择活塞直径与主阀瓣直径以减小水压变化对关闭过程影响的方法,进而解析得出主阀关闭速度、行程、关闭时间的计算公式。最后,通过数值实例检验了解析式的准确性,并计算分析了一些关键参数对泄压阀开启和关闭的影响。本文主阀运动规律也适用于活塞式压力波动预止阀。     

浅谈原油背压调节和变频控制

前置模块原油背压调节阀的作用是通过调整原油前置泵出口旁通油量使供给燃油的选择模块的原油流量及压力满足要求。由于控制管路比较细小容易堵塞，常发生膜片破裂、老化，压力晃动等故障，2007年对温州燃机发电有限公司原油背压调节阀拆除进行了前置泵变频改造，使燃油流量变频控制。介绍了2种改造方式并对其优缺点进行了分析，指出了存在的问题。     

有气阀的长距离输水管道流动特性分析与应用

长距离输水管道为了补(排)气需要安装气阀，气阀工作时在阀附近的管道内会形成空穴，并且以气阀为中心，上下游管系、空穴和气阀组成一个局部的小系统，形成管系水流特性、空穴参数和过阀气流特性的连续同步变化，并使管内出现振荡流动。本文通过计算实例对过阀气流参数按等熵流动过程计算，空穴参数按等温过程计算，上、下游管系内的水流特性则按非定常流动计算，其计算结果基本符合实际情况。由此得到的过阀气流的质量流量，可用于选择气阀的过流面积，而管系内水流的振荡流动特性，可供管道系统设计、气阀布设安装时参考。     

大型减压调流阀在伊朗Taleghan水利枢纽工程中的应用

就伊朗Taleghan水利枢纽工程中调节阀的选型、设备布置及设计中需要注意的几个问题进行了深入地探讨，以供国内水利工程在选用此类型阀门时参考。     

长距离输水工程中调流阀精度控制

本文主要介绍了长距离输水调度过程中流量调节阀的精度调节。通过介绍SCADA(即数据采 集与监视控制)系统多级控制调度中德国VAG调流阀的三种控制方案的精度区别及误差特点,不仅 找到了提高调节精度的解决方法,而且还可为其他类似工程提供参考。     

不同布置形态下刚性淹没植被对水流特性的影响

自然河道中植被呈现多种多样的分布状态,为探究不同布置形态下刚性淹没植被对水流特性的影响,利用室内水槽模拟含刚性淹没植被的明渠进行试验研究。结果表明:刚性淹没植被的布置形态对明渠流水流特性影响显著。在本文研究的植被布置形态下的水深、植被阻力系数与植被粗糙系数均增大,表现为交错型布置斑块型布置线性布置;流速与雷诺数均减小,表现为线性布置斑块型布置交错型布置;糙率n随着平均流速与水力半径之积VR的增大而减小。     

三峡船闸末级闸首超长泄水廊道中阀门水力学关键问题研究(2)——事故动水关闭过程的阀门水动力学特性

运用物理模型试验和数学模型计算的结果 ,阐述了三峡船闸末级闸首超长泄水廊道的阀门在事故动水关闭过程中 ,阀门段水流出现的明满流交替流态特征 ,分析了阀门关门速率、起关开度对阀门后廊道冲击特性的影响 ,实测了阀门可能承受的最大作用水头 ,探讨了阀门启闭力、支铰荷载和阀门段的空化特性 .     

高水头船闸反弧门后水流流态和收缩系数研究

用所建立的船闸反弧门段的局部模型，对反弧门后水流流态和结构进行了流动显示。通过以３８６微机为中心、ＶＰ３２图像板和ＣＣＤ图像传感器等组成的采集处理系统，获得了比较清晰的反弧门后水流流动图谱。给出了恒定流条件下回流区长度的估算公式，比较了恒定与非恒定流门后流态的差异，并求得反弧门不同开度时的收缩系数。     

Longitudinal variations of hydraulic characteristics of overland flow with different roughness简

The evolution of the overland flow velocity along the distance downslope on smooth and granular beds in different cases is investigated by means of the electrolyte tracer via flume experiments.The results demonstrate that a non-uniform flow regime and a uniform flow regime exist in the development process of the overland flow.Owing to the different attributes of beds’roughness,the position of those zones with different flow regimes varies correspondingly:(1)the overland flow on granular beds enters into the uniform regime much sooner,additionally,the roll waves tend to appear because of the presence of the proper flow resistance imparted by the roughness(coarse sands),and large slopes(20o and 25o)which makes the flow velocities and depths to undulate spatially.Furthermore,the flow resistance of the overland flows with different roughness elements,that is the non-sands,the fine sands and the coarse sands,is calculated.A quadratic interpolation method of the third order accuracy is employed in the calculation of the longitudinal flow resistance.The results show that it is rational to use the bed slope to approximate the hydraulic energy slope over a relative small roughness(the present roughness),however on the other hand,if the mean flow velocities and depths rather than the local parameters are used to calculate the flow resistance,a considerable error will be induced within the non-uniform regime of the overland flows,including the acceleration zone and the roll-wave zone.