【摘 要】
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水力过渡流是水电站运行中一种常见的水力现象,其产生的水击压强和调压室涌浪对引水系统特别是压力管道的安全构成严重的威胁,所以对水力过渡过程的研究,特别是关于其影响因
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水力过渡流是水电站运行中一种常见的水力现象,其产生的水击压强和调压室涌浪对引水系统特别是压力管道的安全构成严重的威胁,所以对水力过渡过程的研究,特别是关于其影响因素的研究对于避免水电站非恒定流事故的发生和确保水电站的安全稳定运行具有十分重要的现实意义。本论文结合大通河石头峡水电站的引水系统,针对引水隧洞长度的等效变化,对水力过渡过程的影响进行了研究。本文首先在有压瞬变流的基本理论上,采用特征线法建立了有压引水系统在正常运行调节过程中水力过渡过程的数学模型,并对特定工况下的水力过渡过程进行了计算,为后续引水隧洞长度变化的研究提供了参照的依据,随后将引水隧洞的长度做不同比例的等效处理,所谓“等效”是指在引水隧洞中引入相应比例的局部水头损失,使隧洞段的总水头损失保持不变,即水力等效,在此基础上对程序结构进行补充调整,进行上述特定工况下的水力过渡过程计算,并与初始计算的参照结果进行对比,得到引水隧洞长度的如此等效变化对水力过渡过程结果的影响,即在保持隧洞段阻力相似的前提下,随着隧洞长度的缩短,水力过渡过程的特性参数,主要指水击压强和调压室涌浪也在以不同程度的比例减小。针对本课题,为了验证数值计算所得结论,设计了该引水系统的整体物理模型试验,在进行了正常水力过渡过程的试验研究之后,对模型进行了数值计算中的等效改装,再次开展了对水力过渡过程的试验研究,试验结果表明与数值计算所得结论一致,并在此结论的基础上结合水力特性参数的变化率与隧洞长度的等效比例关系曲线拟合出其函数关系式,从而为等效模型试验结果提供了修正的参考,使水电站引水系统的试验研究因隧洞长度的有效缩短而提高了设计选择的灵活性,具有非常现实的参考价值和研究意义。
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