長連接管對阻抗式調壓室過流特性的影響

李煜，楊紹佳，唐驍，王安城，安建峰

（1.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州，311122；2.國網新源浙江縉云抽水蓄能有限公司，浙江 麗水，321400；3.南京水利科學研究院，江蘇 南京，210024）

1 工程概況

某抽水蓄能電站尾水洞內徑6.2 m，阻抗式調壓室設置在尾水岔管下游20.0 m處，調壓室大井直徑13.0 m，高度76 m，阻抗孔直徑5.0 m。尾水洞與連接管通過直角岔管和彎道連接，岔管支臂中心高程低于尾水洞中心高程0.6 m，彎道內徑5.0 m，中心轉彎半徑5.0 m，連接管長度約66.0 m。

考慮到帶長連接管的阻抗式調壓室布置復雜性和工程建設實際情況，重點研究與該抽水蓄能電站尾水調壓室類似的三種典型布置型式（方案一、二、三）下的調壓室底部流態及流量系數。其中，原方案（見圖1）連接管直徑為5.0 m；方案一連接管直徑為6.2 m，與隧洞直徑相同；方案二連接管直徑為4.0 m，洞徑比40%；方案三連接管直徑與隧洞直徑相同，但在連接管和大井連接處采用阻抗板型式，孔口直徑4.0 m，斷面面積有所減小。

圖1 原方案示意圖Fig.1 The original plan

針對各典型方案建立三維數學模型進行計算分析。本研究數值計算采用有限體積法離散控制方程，并采用具有二階精度且絕對穩定的二階迎風格式插值求解控制體邊界上的物理量及其導數，通過基于壓力修正法的SIMPLIC 算法迭代求解代數方程組[1-10]。

2 各方案下流速分布

2.1 水流全部流入調壓室

各方案下水流全部流入調壓室時的調壓室底部流速分布情況見圖2～9。由圖可看出，各典型布置型式下水流總體流態與原方案類似。……