水泵水轮机泵工况旋转失速压力脉动特性及转动机理

水泵水轮机在泵工况部分负荷下运行,叶道内易发生旋转失速,可诱发剧烈的低频压力脉动,严重影响水电站的安全稳定运行。本文采用尺度自适应(SST-SAS)湍流模型对某模型水泵水轮机泵工况进行全流道非定常数值模拟,得到不同工况点下旋转失速引起的压力脉动特性及失速涡团的周向转动机理。结果显示,在40%~80%设计流量下运行时,导叶区发生旋转失速,失速涡团的转动频率为叶轮转频的3.3%~8.1%。旋转失速发展强度越剧烈,转动越慢。旋转失速周向转动的机理是:失速与非失速相邻导叶流道内存在较大压力梯度,在其作用下,失速流道内流体从活动导叶与固定导叶之间通道流向非失速流道,加剧非失速流道内流动分离。被阻碍的水流与无叶区主流叠加流向下一流道,并在活动导叶吸力面进口前缘产生局部低压,导致当前非失速活动导叶流道在进口与出口之间的逆压梯度增强,使流体反向流动,流道产生失速。     

水泵水轮机甩负荷过渡过程中的压力脉动和转轮受力

水泵水轮机甩负荷过渡过程中,压力脉动和转轮受力剧烈变化,导致事故频发。本文采用动网格技术对某模型水泵水轮机的甩负荷过渡过程进行全流道三维数值模拟,分析了水轮机压力脉动和转轮受力变化特性及其演变的内流机理。结果表明:甩负荷过渡过程中,转轮进口回流的出现和发展显著增加了无叶区内流体的湍动能,使导叶与转轮之间的动静干涉明显增强,导致压力脉动幅值急剧上升,其最大值达到初始阶段的5倍以上;与此同时,转轮进口局部产生的回流使无叶区内的湍动能和压力脉动强度在高度方向不均匀分布;此外,转轮进口回流发展使叶道内流态分布失衡,产生低频旋转失速,导致转轮叶片所受力矩和径向力的波动幅值快速上升,最大波动幅值分别达到初始阶段的10倍和60倍,而尾水管涡带对其的影响处于次要地位。     

水泵水轮机泵工况压力脉动和转轮受力特性

为研究水泵水轮机在泵工况下的内部流态变化对压力脉动和转轮叶片受力的影响,采用 SAS－SST 湍流模型对某一模型水泵水轮机的多个非设计工况进行非定常数值模拟,分析了水轮机 内部流态对导叶与转轮之间无叶区、尾水管内的压力脉动和转轮叶片径向受力的影响。结果表明: 在流量为 40% ～80%设计流量时,导叶区内产生旋转失速,转失速涡团初生于固定导叶进口,并随着流量的降低向活动导叶进口发展,且覆盖区域逐渐增大。旋转失速使压力和过流沿周向不均匀分布, 导致压力脉动和转轮径向受力波动大幅上升。在40%设计流量时,失速涡团发展最为充分,无叶区 压力脉动和转轮受力波动的低频分量幅值最高。旋转失速产生的低频脉动可向尾水管传播,形成的低 频压力脉动幅值约为无叶区低频脉动幅值的10%。当流量低于 40%设计流量时,导叶区旋转失速消失,复杂的涡结构形成的压力脉动低频成分没有周期性。此外,转轮进口的流动分离使尾水管内产生复杂的回流涡结构,导致尾水管内形成频谱丰富的压力脉动; 流量降低使转轮进口回流涡结构的湍动 能增加,导致尾水管内压力脉动幅值大幅上升。小流量工况下,转轮进口的涡结构演变是转轮径向力波动的主要影响因素。     

化工企业三废治理与循环经济发展的探讨——以巨化集团公司为例

我国正处在社会主义初级阶段,随着工农业生产、科学技术的飞速发展,国民经济得到了快速发展,但也给环境治理带来空前压力。面对全球范围的环境危机,国内工农业生产企业纷纷剖析企业三废现状,采取相应措施,迎接挑战。本文以一家国有大型化工生产企业一一巨化集团公司为例,从该化工企业的三废治理和产业发展,分析化工企业治理工业三废、改进环境、优化区域经济实务事例,阐述企业三废治理,促进企业转型升级和循环经济发展。     

水泵水轮机泵工况压力脉动和转轮受力特性

为研究水泵水轮机在泵工况下的内部流态变化对压力脉动和转轮叶片受力的影响,采用SAS-SST湍流模型对某一模型水泵水轮机的多个非设计工况进行非定常数值模拟,分析了水轮机内部流态对导叶与转轮之间无叶区、尾水管内的压力脉动和转轮叶片径向受力的影响。结果表明:在流量为40%～80%设计流量时,导叶区内产生旋转失速,转失速涡团初生于固定导叶进口,并随着流量的降低向活动导叶进口发展,且覆盖区域逐渐增大。旋转失速使压力和过流沿周向不均匀分布,导致压力脉动和转轮径向受力波动大幅上升。在40%设计流量时,失速涡团发展最为充分,无叶区压力脉动和转轮受力波动的低频分量幅值最高。旋转失速产生的低频脉动可向尾水管传播,形成的低频压力脉动幅值约为无叶区低频脉动幅值的10%。当流量低于40%设计流量时,导叶区旋转失速消失,复杂的涡结构形成的压力脉动低频成分没有周期性。此外,转轮进口的流动分离使尾水管内产生复杂的回流涡结构,导致尾水管内形成频谱丰富的压力脉动;流量降低使转轮进口回流涡结构的湍动能增加,导致尾水管内压力脉动幅值大幅上升。小流量工况下,转轮进口的涡结构演变是转轮径向力波动的主要影响因素。     

干清支浑型水库泥沙淤积形态和运动规律研究

支流含有大量泥沙的洪水从弯曲干流弯顶处汇入,是一种特殊的干支流交汇现象。当汇口处于电站水库内,将使其水沙运动规律更加复杂。通过模型试验对桐子林水电站上游近坝段的大量含沙洪水入汇过程进行模拟,研究了库区内泥沙淤积形态和粒径分布规律,结果显示:整体来看,库区河段仍将发生累积性淤积,河道逐渐向高滩深槽、顺直微弯方向发展;具体来看,干支流交汇引起的主流偏转与能量损失,形成了支流河口淤出拦门沙坝、主流区床沙粗化以及回流区大幅淤积这一复杂演变现象;从电站运行角度来看,前10年,推移质泥沙主要在支流淤积和输移,后10年内,推移质泥沙洲头逐渐推移至坝前,需要采取一定措施排沙,以保证电站安全高效运行。     

蒸压加气混凝土砌块墙体裂缝成因及防治措施

蒸压加气混凝土砌块是一种符合国家现行产业政策的新型墙体材料，但加气混凝土砌块墙体裂缝问题却成为令业者头疼的质量通病。如何有效控制填充墙砌体裂缝，必须从设计、材料、施工等方面进行全面控制，才能保证工程质量。     

二维浅水波方程格子Boltzmann算法的GPU并行实现

根据二维浅水波方程的特点,运用计算二维明渠非恒定流的格子Boltzmann模型;利用格子Boltzmann算法耦合度低和CUDA(Compute Unified Device Architecture)线程级并行的优势,在GPU(Graphic Processing Unit)上实现了该模型的并行求解.通过对一维溃坝波和二维渍坝波的模拟,验证了模型的正确性和GPU计算的可靠性与高效性.对比分析显示,该模型在GPU上并行计算的每秒格点演进数达数十亿,运算效率比在单核CPU上高出数百倍.