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抽水蓄能电站盖板竖井式进/出水口水力特性研究

作　者: 宋慧芳
导　师: 高学平
学　校: 天津大学
专　业: 水力学及河流动力学
关键词: 抽水蓄能电站 竖井式进/出水口 物理模型试验 数值模拟 水力特性
分类号: TV135
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 97次
引　用: 3次
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内容摘要


抽水蓄能电站自 1882 年在欧洲问世以来，已有 100 多年的历史。其对电网的调峰填谷作用和由此所产生的巨大的社会经济效益，已被越来越多的国家所重视。根据其进/出水口的形式，抽水蓄能电站可分为侧式与竖井式两种。竖井式根据其结构型式又可分为开敞式与盖板式两大类。抽水蓄能电站在我国起步较晚，始于 20 世纪 70 年代。在我国，侧式抽水蓄能电站应用较为广泛，竖井式较少，到目前为止只有碧敬寺抽水蓄能电站与西龙池抽水蓄能电站采用竖井式且做过模型试验研究。目前，对抽水蓄能电站的研究主要是用物理模型试验的方法。本文就西龙池抽水蓄能电站上水库盖板竖井式进/出水口进行了物理模型试验研究，并在物理模型试验研究的基础上进行了数值模拟。通过物理模型试验发现：西龙池抽水蓄能电站上水库盖板竖井式进/出水口在发电工况进流时按设计流量进流不会产生有害的吸气漩涡，水面出现了两个环绕进/出水口流速较小的环流；在抽水工况出流时水面没有明显的环流现象。就水力特性而言，进/出水口的设计基本是成功的，但是在抽水工况出流时存在孔口底部反向流速区较大和各孔口流量分布不均匀两个问题，针对这两个问题分别进行了分析研究，在原体型的基础上分别对竖井扩散段和弯道段的体型进行了修改，进而提出了合理的优化设计体型。在物理模型试验的基础上对西龙池抽水蓄能电站上水库进/出水口进行了数值模拟。数值模拟的结果与物理模型试验的结果基本一致。

全文目录


第一章 绪论  7-15
  1.1 国内外抽水蓄能电站的发展情况  7-10
    1.1.1 国外抽水蓄能电站发展情况  7-8
    1.1.2 国内抽水蓄能电站发展情况  8-10
  1.2 抽水蓄能电站的特点和组成  10-11
    1.2.1 抽水蓄能电站的特点  10-11
    1.2.2 抽水蓄能电站的组成  11
  1.3 抽水蓄能电站进/出水口  11-13
    1.3.1 抽水蓄能电站的特点  11-12
    1.3.2 进/出水口的特点  12-13
    1.3.3 进/出水口设计中存在的问题  13
  1.4 国内外对该问题的研究现状  13
  1.5 本文的组要研究工作  13-15
第二章 抽水蓄能电站进/出水口的水力特性分析  15-30
  2.1 进流漩涡问题  15-23
    2.1.1 进流漩涡的危害  15
    2.1.2 漩涡的类型  15-16
    2.1.3 影响漩涡形成的主要参数  16-18
    2.1.4 漩涡形成的经验判别  18-19
    2.1.5 模型试验的相似条件  19-22
    2.1.6 防止吸气漩涡的措施  22-23
  2.2 出流流速分布问题  23-27
    2.2.1 出流不均匀的不利后果  23-24
    2.2.2 实现出流均匀扩散的基本经验  24-27
  2.3 水头损失  27-28
  2.4 小结  28-30
第三章 西龙池抽水蓄能电站上水库竖井式进/出水口模型试验  30-63
  3.1 工程概况及基本资料  30-31
    3.1.1 工程概况  30
    3.1.2 工程基本资料  30-31
  3.2 试验目的和内容  31-32
    3.2.1 试验目的  31
    3.2.2 试验内容  31-32
  3.3 模型设计和量测仪器  32-35
    3.3.1 模型设计  32-34
    3.3.2 模型制作  34
    3.3.3 量测仪器  34-35
  3.4 模型试验研究  35-58
    3.4.1 扩散段体型优化模型试验研究  35-46
    3.4.2 弯道段体型优化模型试验研究  46-58
  3.5 二元切片水流模型  58-62
    3.5.1 二元切片水流模型设计的理论依据  59-60
    3.5.2 二元切片水流模型的制作  60
    3.5.3 试验研究及结果分析  60-62
  3.6 小结  62-63
第四章 西龙池抽水蓄能电站竖井式进/出水口数值模拟  63-72
  4.1 控制方程与计算方法  63-64
  4.2 扩散段的数值模拟  64-68
    4.2.1 计算区域和边界条件  64
    4.2.2 计算结果及分析  64-68
  4.3 弯道段的数值模拟  68-71
    4.3.1 计算区域和边界条件  68-69
    4.3.2 计算结果及分析  69-71
  4.4 小结  71-72
第五章 结论与建议  72-74
参考文献  74-78
硕士期间发表论文及参加科研情况  78-79
致 谢  79

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利工程基础科学 > 水力学 > 工程水力学（水工建筑水力学）
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