水電站虹吸式進水口工作過程CFD模擬==pdf英文空格顯示有誤

侯才水,陳 龍,王志寰

(1.福建水利電力職業技術學院水利工程系,福建 永安 366000;2.武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室,湖北 武漢 430072)

虹吸是一種復雜的非穩態多相流現象,在流體機械、給排水、水處理、醫學等各個領域均有廣泛的應用。水電站虹吸式進水口是虹吸現象在水利工程中應用的一種重要形式,具有結構簡單、運行穩定、操作方便、投資少、效益高且水流泥沙含量低等優點,特別適用于多泥沙河流上的小型水電站和泵站。虹吸式進水口設計是否合理取決于兩個標準:一是形成真空所需時間短;二是虹吸破壞時斷流過程安全可靠。

目前,水電站虹吸式進水口設計研究的方法主要是理論分析結合工程經驗和模型試驗,應用數值模擬方法對其工作過程進行研究的例子相對較少。文獻[1-4]針對虹吸理論及其工程應用進行研究;文獻[5-7]依據流體力學知識和以往工程經驗,考慮自身工程的具體情況,設定了虹吸式進水口的體型和參數;文獻[8]總結了確定虹吸式進水口結構形式、主要參數、流道尺寸、進水口淹沒深度和漸變段形式等方面的注意事項和經驗公式;文獻[9]通過模型試驗分析了幾種方案下虹吸道內的流態;文獻[10]通過模型試驗,探討了虹吸式進水口工作過程中的水力特性,總結了若干試驗公式。理論計算不能得到非恒定兩相流不同位置處的壓強和流速,經驗公式往往引入較大的安全度,增加了工程量,而模型試驗費時費力且存在比尺效應問題[11],CFD模擬可有效彌補上述研究手段的不足?！?br>