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水电站进水口水力特性数值模拟研究

李妍  
【摘要】:随着我国水电事业的不断发展,电站装机容量逐渐增大,因此对电站进水口的设计以及运行情况提出了更高的要求。进水口处的水流条件十分复杂,对其进行水力特性的研究对工程的建设具有重要的指导意义。 进水口的设计应保证在各级运行水位下,进水口处水流顺畅,进流匀称及流态平稳,并尽量减小水头损失。本文结合糯扎渡水电站、小湾水电站、洪家渡水电站、天生桥一级水电站和二滩水电站,采用k ε紊流模型对其进水口水力特性进行了三维数值模拟研究,并通过对所得结果的分析和总结,得出一定规律,为以后设计类似电站提供参考。 利用糯扎渡水电站进水口无闸门挡水工况的模型试验结果,从水头损失和进口前流速分布两方面与数值模拟结果相比较,两者吻合。数值模拟的结果得到了模型试验结果的验证,说明采用本文方法模拟进水口的水力特性,其结果是可信的。 利用上述方法,从水头损失方面对小湾水电站、洪家渡水电站、天生桥一级水电站和二滩水电站的进水口进行计算,以上水电站进水口的水头损失有所区别,对其原因进行了分析。 从水流流态和流速分布方面分析,小湾水电站、洪家渡水电站和二滩水电站进水口的水流流态较好,天生桥一级水电站由于其渐变段下倾,流速变化不平顺。上述水电站,其进口前的流速均在进口高度范围内较大,并且越靠近进口轴线流速越大。 基于对以上多个水电站进水口的研究,可知喇叭型进水口的水流顺畅,进流均匀,满足进水口的设计要求。本文的研究成果可应用于相关的工程。


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