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琅琊山水电站地下厂房通风模型装置设计与试验研究

李小丰  
【摘要】:本论文首先通过检索、查阅大量相关科技文献和工程调研分析,摸清了国内外地下水电站通风空调技术应用的历史、现状、发展动向与存在问题。迄今为止,模型试验仍是水电站地下厂房气流组织研究的重要手段。即将开工兴建的琅琊山抽水蓄能电站机电设备布置尺寸较为紧凑,工艺布置形式也不同于以往的抽水蓄能电站。因此,此类水电站的气流组织研究自然有其特殊性,也具有颇大的应用价值。 正确设计模型是琅琊山抽水蓄能电站气流组织模型试验研究的前提。根据相似理论建立试验模型。采用阿基米德数作为相似准则,按照1/18的几何比例尺以及其他制约条件确定各种相似比例尺。根据各种相似比例尺完成模型本体结构、模拟热源系统及模型送排风系统的设计和配置。同时还完成了试验检测系统的设计和模型试验装置的调试。 根据试验要求和厂房结构形式,本论文的模型试验在发电机层采用拱顶送风系统,风口对称均匀布置,选取5种风口布置方案。取四个典型射流断面,分别对各方案下竖向断面空间以及工作区气流温度、速度进行测试,摸清了厂房空间的气流分布状况。各射流断面由于所在区域的发热量不同,温度、速度分布也各不相同,分别拟合出其无因次温差和无因次风速分布的线性关系式。虽然无因次温差、风速与无因次高度之间并非线性关系这么简单,但在我们所考察取值范围内,它们间的关系可以近似地视为一种线性关系。 采用拱顶射流送风时,影响发电机层气流组织状态的因素主要为送风速度、风口直径、风口个数等。本模型试验的送风量固定不变,当风口直径和风口个数一定时,风口的送风速度也随之被确定。拱顶送风风速对工作区平均风速影响不大。风口个数大幅度的增减,会影响工作区平均风速的大小。定义气流发展受限系数R,将厂房几何参数、风口尺寸与个数的变化都综合为无因次参数R,探明了其对工作区气流分布(温度场、速度场)影响的一般规律。R值的增大,送风气流相互冲撞加剧,强化了动能的转移和分布的均匀化,提高了工作区风速的均匀程度。当R在(0.63~1.08)范围内变化时,工作区平均无因次温差、风速没有显著变化。


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