• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      基于FLUENT的水電站壓力前池尺寸研究

      2017-01-09 10:28:21王坤雷陳玉妍謝松樺
      四川水利 2016年2期
      關(guān)鍵詞:前池流態(tài)邊界條件

      王坤雷,陳玉妍,謝松樺

      (四川省清源工程咨詢(xún)有限公司,成都,610072)

      基于FLUENT的水電站壓力前池尺寸研究

      王坤雷,陳玉妍,謝松樺

      (四川省清源工程咨詢(xún)有限公司,成都,610072)

      壓力前池是水電站中常見(jiàn)的平水建筑物,用于連接無(wú)壓引水系統(tǒng)中的引水道和壓力管道。合理的前池尺寸可以改善前池內(nèi)的水流流態(tài),減小前池內(nèi)的漩渦,利于池內(nèi)泥沙沉降,從而降低泥沙對(duì)水輪機(jī)的磨損。本文以FLUENT為平臺(tái),分析同一前池體積下使池內(nèi)水流流態(tài)較好的前池尺寸。

      壓力前池 FLUENT 水流流態(tài)

      1 概述

      壓力前池是水電站中常見(jiàn)的平水建筑物,用于連接無(wú)壓引水系統(tǒng)中的引水道和壓力管道。其作用包括滿(mǎn)足壓力管道有壓進(jìn)水口的要求,穩(wěn)定水流,沉降池內(nèi)泥沙及清除池中漂浮物等。合理的前池尺寸,可以改善池內(nèi)的水流流態(tài),減小池內(nèi)的漩渦,利于池內(nèi)泥沙沉降,從而降低泥沙對(duì)水輪機(jī)的磨損。規(guī)范中指出,前池尺寸設(shè)計(jì)主要取決于布置需要和改善水流狀態(tài),但并未提出池身尺寸的具體要求。前池內(nèi)水流流態(tài)的好壞,影響到電站的正常、安全運(yùn)行,而前池的尺寸直接影響著池內(nèi)的水流流態(tài),所以合適的前池尺寸對(duì)前池設(shè)計(jì)是很有必要的。本文對(duì)某電站前池進(jìn)行數(shù)值模擬,分析同樣工況和體積下前池長(zhǎng)度、寬度、深度的匹配關(guān)系,以保證較好的前池內(nèi)水流流態(tài)。

      2 數(shù)值模擬

      2.1 控制方程

      k方程:

      2.2 網(wǎng)格劃分

      采用FLUENT的前處理軟件GAMBIT制作三維控制體積網(wǎng)格,對(duì)實(shí)體剖分網(wǎng)格過(guò)程中采取分塊剖分,局部加密技術(shù)。普通區(qū)域采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,復(fù)雜區(qū)域則采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。各種方案的計(jì)算網(wǎng)格規(guī)模在3萬(wàn)~4萬(wàn)之間。

      2.3 邊界條件

      2.3.1 進(jìn)口邊界條件。模擬范圍包括整個(gè)前池及部分引水渠和壓力管道,根據(jù)電站的設(shè)計(jì)流量和引水渠的斷面尺寸,可算得引水渠的斷面平均流速,因此進(jìn)口邊界條件選用速度進(jìn)口邊界條件。

      2.3.2 出口邊界條件。采用壓力出口作為出口邊界條件。

      2.3.3 自由液面。在處理自由液面時(shí),設(shè)置x,y,z方向上的應(yīng)力為零,粗糙度為零。

      2.3.4 壁面條件。采用無(wú)滑移的固壁邊界,壁面材料選用混凝土,粗糙度取0.015。

      3 計(jì)算工況

      某電站引用流量8.2m3/s,前池上游接引水明渠,明渠寬3m,渠道總長(zhǎng)2700m,坡降為1/1500。壓力前池總體布置由漸變段、前池、進(jìn)水口等部分組成,漸變段(中心線(xiàn))長(zhǎng)14m,底坡i=0.2,前池邊墻高程為1179.21m,前池底板高程為1172.00m。進(jìn)水口段長(zhǎng)13.8m,依次設(shè)攔污柵、工作閘門(mén)、通氣孔。進(jìn)水口底高程1173.20m,工作閘門(mén)1孔1.8×1.8m,采用單管雙機(jī)供水型式,用2.5m漸變段與壓力鋼管連接,壓力鋼管管徑為1.5m。為了研究在相同前池連接段且前池容積相同前提條件下,不同池身長(zhǎng)寬比的結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)前池內(nèi)的水流流態(tài)的影響,分別列出不同池身長(zhǎng)寬比的方案對(duì)比,在對(duì)不同模型同一橫斷面上的流速不均勻系數(shù)、紊動(dòng)強(qiáng)度、紊動(dòng)能分布進(jìn)行分析比較后,在前池容積一定的前提下找出水流流態(tài)隨長(zhǎng)寬比的變化規(guī)律,從而選出水流流態(tài)較好的前池結(jié)構(gòu)尺寸。方案列表如表1所示。

      表1

      不同池身長(zhǎng)寬比方案尺寸

      4 計(jì)算結(jié)果及分析

      4.1 流速不均勻系數(shù)分析

      以斷面上散點(diǎn)流速的均方差定義為不均勻系數(shù)β:

      (1)

      通過(guò)Tecplot軟件提取前池?cái)嗝嫔仙Ⅻc(diǎn)的流速值,由式(1)算得不同長(zhǎng)寬比模型x=24m橫斷面的流速不均勻系數(shù)如圖1所示。

      圖1 不同長(zhǎng)寬比模型x=28m橫斷面流速不均勻系數(shù)

      由圖1,隨著長(zhǎng)寬比的不斷增加,x=28m橫斷面的流速不均勻系數(shù)均有變小的趨勢(shì),到L/B=6時(shí),流速不均勻系數(shù)達(dá)到最小,隨著長(zhǎng)寬比的繼續(xù)增加,流速不均勻系數(shù)反而增大。

      4.2 紊動(dòng)強(qiáng)度分析

      就表1中不同長(zhǎng)寬比的前池模型取x=24m斷面,其紊動(dòng)強(qiáng)度分布如圖2所示。

      圖a 長(zhǎng)寬比L/h=3

      圖b 長(zhǎng)寬比L/h=4

      圖c 長(zhǎng)寬比L/h=5

      圖d 長(zhǎng)寬比L/h=6

      圖e 長(zhǎng)寬比L/h=7

      由圖2可見(jiàn),沿池身長(zhǎng)度方向紊動(dòng)強(qiáng)度均呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。L/B=6、7模型x=24m斷面,水流中心處紊動(dòng)強(qiáng)度值最小,且水面平穩(wěn)。

      5 結(jié)論

      用fluent軟件對(duì)相同容積、相同前池連接段,不同池身長(zhǎng)寬比的前池內(nèi)的水流進(jìn)行數(shù)值模擬,然后進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理,分析9個(gè)典型橫斷面的流速分布、紊動(dòng)強(qiáng)度分布,并計(jì)算出各斷面的流速不均勻系數(shù)。隨著長(zhǎng)寬比L/B值的不斷增加,各橫斷面的流速不均勻系數(shù)均有變小的趨勢(shì),到L/B=6時(shí),流速不均勻系數(shù)達(dá)到最小,隨著長(zhǎng)寬比的繼續(xù)增加,流速不均勻系數(shù)反而增大;沿池身長(zhǎng)度方向紊動(dòng)強(qiáng)度均呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。L/B=6、7模型,紊動(dòng)強(qiáng)度較快達(dá)到穩(wěn)定值,且其紊動(dòng)強(qiáng)度較小。

      〔1〕劉啟釗.水電站[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2007.

      〔2〕馬善定,汪如澤.水電站建筑物[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2007.

      〔3〕王瑞金,張 凱,土 剛.FLUENT技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用實(shí)例[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.

      TV732.6

      A

      2095-1809(2016)02-0016-03

      猜你喜歡
      前池流態(tài)邊界條件
      泵站非常規(guī)進(jìn)水前池的優(yōu)化設(shè)計(jì)
      側(cè)邊機(jī)組故障對(duì)泵站前池流態(tài)的影響
      一類(lèi)帶有Stieltjes積分邊界條件的分?jǐn)?shù)階微分方程邊值問(wèn)題正解
      帶有積分邊界條件的奇異攝動(dòng)邊值問(wèn)題的漸近解
      水泵進(jìn)水前池及流道的三維數(shù)值模擬研究
      中小型水電站壓力前池安全運(yùn)行探討
      改進(jìn)邊界條件的非恒定流模型在城市河流橡膠壩流態(tài)模擬中的應(yīng)用
      帶Robin邊界條件的2維隨機(jī)Ginzburg-Landau方程的吸引子
      動(dòng)態(tài)流態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)在千級(jí)凈化廠(chǎng)房的應(yīng)用
      基于TM遙感影像的河口流態(tài)信息半定量化研究
      宜宾市| 宁安市| 宁武县| 二连浩特市| 阜城县| 时尚| 青浦区| 台州市| 灵川县| 韶山市| 新宾| 儋州市| 青浦区| 巫山县| 新蔡县| 商丘市| 晋州市| 博湖县| 习水县| 霍州市| 郎溪县| 公主岭市| 宜章县| 锡林郭勒盟| 鹤岗市| 娱乐| 阿巴嘎旗| 涟水县| 西盟| 泾川县| 诏安县| 青川县| 旬邑县| 宜君县| 新化县| 牡丹江市| 高邮市| 巫溪县| 兴宁市| 济宁市| 应城市|