断面形状对虹吸式出水流道水力特性的影响

应用考虑气体可压缩性VOF模型对3种不同断面形状的出水流道虹吸形成过程进行了数值模拟,并搭建了试验平台加以验证,从流速分布、水力损失、虹吸形成时间三方面分析了断面形状对虹吸式出水流道水力特性的影响.结果表明:模拟结果与试验结果有很好的一致性;虹吸式出水流道的沿程截面形状对其水力特性影响很大,合理设计的渐变断面能使流道典型断面流速、压力分布均匀,有额外的局部水头损失;方管的排气能力较圆管更佳,圆管具有更小的水力损失.     

虹吸式出水管虹吸形成过程的壁面压力及脉动特性

通过物理模型试验测量虹吸式出水管在虹吸形成过程中典型断面的压力过程线,采用邻域平均法提取脉动压力数据,采用统计特征和短时傅里叶变换信号处理方法分析时均和脉动压力特征。结果表明：管壁时均压力沿水流方向先减小后增大,驼峰段的上壁面时均压力随着流量增大逐渐大于下壁面;虹吸形成过程中,压力脉动呈正偏态分布,均方差沿水流方向不断降低;压力脉动主要由水泵旋转和水气运动引起,频率在0～30 Hz之间,主频与水泵转频相近;相比虹吸稳定流阶段,水力驱气阶段存在的气囊压缩和释放过程使得压力脉动频率及幅值上升,接近泵站系统自振频率,容易产生结构振动,需要通过设计和运行的优化减少该阶段的持续时间。     

大型城市取水泵站虹吸式出水管水力特性研究

结合上海市长江引水三期工程取水泵站虹吸式出水管水力模型试验,分析了城市取水泵站虹吸式出水管的类型及特点,研究了影响虹吸式出水管虹吸形成的因素,提出了虹吸形成时间短的出水管布置修改方案.研究结果表明,修改方案有效地改善了虹吸式出水管的水力特性,提高了水泵运行的可靠性.     

斜向管涵进流城市雨水泵站箱涵流态分析及整流措施研究

为了研究斜向管涵进流对城市雨水泵站水力流态特性的影响,探寻改善不良流态的有效整流措施,基于计算流体动力学(CFD)方法,开展斜向管涵进流城市雨水泵站箱涵流态分析及整流措施研究。针对不良进水流态,通过在闸门井内设计布置了3种不同的整流措施,分析比较各整流措施对箱涵进水流态及其配水均匀性的改善效果,优选出最佳方案并进行物理模型试验验证。研究表明:斜向管涵进流容易造成箱涵各孔流量分配不均且存在偏流、回流、旋涡等不良流态,从而恶化前池进水流态和影响泵站安全运行;采用"分流墩、组合梁以及相背布置短导流墩"的组合式整流措施可以显著改善闸门井、箱涵以及前池进口处的不良流态,有效提高箱涵各孔的流量分配的均匀程度,其中箱涵各孔流量分配不平衡度降至±0.03之间、箱涵总流量分配均匀度提高为0.905。本文的研究成果可为同类型城市雨水泵站设计提供有益的参考。     

电力铁塔焊接技术缺陷及质量控制措施

随着我国经济的快速发展,我国的电力需求增长迅猛,这必然带动了高电压、大容量等级输电线路的快速发展,从而使得输电铁塔逐渐向大型化发展,其设计荷载必然也越来越大。为了增强输电铁塔抵抗各种自然灾害的能力,输电铁塔的结构设计越来越复杂,由原先的单主材逐渐向双主材、四主材以及四柱钢管塔结构方向发展,在此过程中,电力铁塔的焊接工作量也大大提高,这必然也引起了大量缺陷的产生。本文对输电铁塔在焊接过程中可能存在的缺陷进行了分析,并提出了相应的控制措施,具有一定的借鉴意义.     

城市雨水泵站侧向出水箱涵整流措施模型试验

为研究上海某雨水泵站侧向出水箱涵的水力流态,采用物理模型试验方法对出水箱涵内部的水力流态特性进行分析,并针对发现的问题提出了在出水箱涵内加设由导流短墩、底坎、组合梁构成的组合式整流措施。试验结果表明:出水箱涵内部水流扩散不良,导致出水箱涵出口流量分布不均、主流居中且出口两侧出流较小;增设组合式整流措施后,出水箱涵在导流短墩、底坎、组合梁的综合整流作用下,显著均化了出水箱涵各孔流量,有效提高了出水箱涵的出流均匀度,解决了出水箱涵流态存在的问题。     

竖井形式对调蓄隧道系统井喷的抑制效果分析

为有效抑制调蓄隧道系统内井喷的发生,采用三维数值模拟方法研究突扩式和分流式两种竖井形式对井喷的抑制效果。结果表明：突扩式竖井可促使气泡头部分离,形成局部低压,并减小上部水体的上升动能,从而抑制井喷;分流式竖井可使一仓承接另一仓的上冲水体,阻止大部分水体向上冲,增大上部水体的下泄速度,从而抑制井喷;突扩式竖井对井喷的抑制效果更好,井喷强度降低达60%。     

大型城市供水泵站前池流态改善措施研究

大型城市侧向进水泵站前池易产生回流、漩涡等不良流态,为改善前池流态,保证水泵进水具有良好条件,基于N-S方程和Realizable k-ε模型,对上海市青草沙水源地原水工程五号沟泵站多机组侧向进水前池水流流动特性进行了数值模拟研究。针对泵站布置特点,提出了改变配水孔结构、增设八字形导流墩等改善前池流态的工程措施,有效地改善了前池的流态,从而提高了水泵的进流条件。改善流态措施的研究成果可为泵站前池的水力优化设计提供依据。     

泵闸工程闸下双底坎整流的水力特性

针对泵闸工程中出闸水流出现的不良流态,提出在其下游河道设置双底坎的整流措施,利用VOF法的RNG k-ε湍流模型,探索其整流效果和水力特性,并对计算结果进行了物理模型验证。结果表明:底坎通过迫使出闸水流沿坎横向运动和形成漩涡,对偏流、回流和斜向水跃具有显著改善作用;双底坎的设置能有效减小坎后水面波动,进一步降低回流区范围,提高流速均匀程度;流速不均匀系数随下游出口Fr增大而减小,随二坎的相对坎高h_2/b、相对间距d_2/b的增大先减小后增大;数学和物理模拟的水面线和流速分布吻合度较高,湍流模型计算结果可靠。     

城市排水泵站水力特性及整流措施

为了解弧形进水箱涵城市排水泵站水力特性,探寻改善泵站内部不良流态的整流措施,采用数值模拟方法对城市排水泵站水力流态及整流措施进行研究,并通过物理模型对整流效果进行验证。研究结果表明：弧形进水箱涵城市排水泵站的前池存在主流偏斜与分离流动现象,前池主流集中在中上层,中下层出现大范围的立面环流,底层存在回流,进水池内流态紊乱并出现旋涡,导致水泵进水不够顺畅;设计优化的“方形立柱+组合横梁”的组合式整流措施能够改善前池和进水池的水力流态,前池内的偏流和分离流动消除,底层回流消失,进水池旋涡得到有效抑制,3台水泵进水流道入口流速分布均匀度分别提升了12.0%、8.7%、8.3%,入流速度加权平均角分别提升了7.08°、9.07°、11.40°。