计算流体力学在泵站集水池结构设计和优化中的应用

本文利用CFD软件FLUENT对三对集水池中泵放置位置做了优劣比较,模拟结果与实际相一致.给出一集水池实例,对满负荷工作状态的流场进行了模拟,指出原有结构设计形成的流态不是非常合理,并进行了优化改进.     

矿山高位水池集中监测系统设计

根据内蒙古西部铜矿的实际情况,给出了适用于矿山的高位水池的集中监测系统设计.采用树型结构架设无线通信网络,解决数据通信问题.下位机为低功耗设计,采用高性能锂电池供电,电池寿命可达一年.下位机整体安装在水池内部提高防盗性能和抗低温工作特性.上位机采用工控机和工控软件提供良好的人机界面,可常年不间断运行.该系统在内蒙古西部铜矿高位群池监测中得到了良好的应用效果.     

泵站进水池流场的数值模拟

以取水泵站安全、高效运行为目的,对泵站开敞式进水池进行三维流场数值模拟计算。采取分区域网格生成方法及Realizable k-ε湍流模型,分析进水池及吸水管内部流场,探讨影响进水池流场的各种因素,并进一步模拟分析了进水池内产生旋涡的可能性。     

进水口漩涡的数值模拟

采用RNGk-ε湍流模型对有进水口漩涡进行模拟,得出了漩涡不同阶段的演变过程。分析了漩涡形成的机理,并从模拟结果中分析漩涡的运动特性。     

溢流丁坝附近自由水面的实验研究与数值模拟

在整治河道中，丁坝的存在使得丁坝附近自由水面及流场的三维特性非常突出，对这种三维特性非常突出的自由水面和流场的模拟在计算流体力学的应用中一直是个难点。作者对溢流丁坝附近的自由水面进行了实验研究，应用VOF方法和标准的k～ε模型耦合求解对丁坝附近自由水面的模拟，模拟结果与实测值吻合较好，说明VOF方法可以在丁坝附近自由水面的计算中应用推广。同时，还对溢流丁坝附近的流场进行了预测。     

基于Fluent的泵站吸水池三维数值模拟

在某燃煤发电厂循环水取水系统模型试验研究的基础上,对泵站的前池和进水流道进行了三维湍流数值模拟。利用Fluent软件,选用雷诺平均N-S方程和标准k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,模拟了在低潮位两机四泵这种最不利工况下的三维流场,给出了旋涡在最不利工况下的发生位置和形态,分析了可能造成的危害;在这种不利工况下,针对优化设计方案数值模拟中发现的涡及分布情况,调整导流扩散墩的布置,优化了流场形态,得出了比较合适的优化方案。     

多弯道溢洪道水力特性数值模拟研究

文中在物理模型试验的基础上,对多弯道溢洪道进行了数值模拟研究。采用FLUENT软件,引入适用于分层两相流的流体体积分数(VOF)模型求解自由水面曲线,成功地对龙屯水库多弯道溢洪道进行了三维紊流数值模拟,得到了自由水面、溢洪道底板压力、断面流速大小和三维流场的分布规律,并将数值模拟结果与试验结果进行了分析对比,两者基本吻合。试验结果表明:合理的选择数值模拟模型及参数,可以很好地模拟水流流态,可为工程所用。     

西固热电厂循环水系统泥沙处理模型试验研究

西固热电厂在老厂改造工程中，将冷却水系统改为循环供水方式，其供水水源来自于西固水厂取用的黄河水，本文详细研究了遭遇不同含沙量供水工况时，冷却塔水澉的淤积情况，得到了两个重要参数一单次淤积百分率和累计淤积百分率，并据此得出了各种工况下冷却塔水池的运行历时。     

火电厂冷却水系统水力过渡 过程数值模拟

根据火电厂冷却水系统在循环水泵正常启、停泵或事故停泵等工况下,管路系统的驼峰点可能会出现水柱分离、汽化等复杂的水力过渡过程现象,本文结合工程实例进行了火电厂冷却水系统水力过渡过程研究,对虹吸井的断面面积与布置位置、空气阀的进排气口口径以及水泵出口液控蝶阀的关闭程序进行了比较分析,提出了较为合理可行的水锤防护措施以便优化工程设计。     

带自由表面后向台阶流的数值模拟研究

后向台阶流是工程领域中一类常见的流动现象,也是流体力学中复杂剪切流动的一个典型例子。针对自由表面对后向台阶流场的影响,在总结前人研究成果的基础上,本文利用VOF方法追踪自由表面,采用realizable k-ε紊流模型封闭控制方程,建立立面二维数值模型,对带自由表面后向台阶流进行了模拟研究。模拟得到4种特征雷诺数工况下,台阶后纵向流速、紊动能、耗散率、边界压力值和水面流速的沿程分布。模拟结果与原型实验观测结果吻合较好。根据模拟结果,对台阶后流场随特征雷诺数变化的规律以及自由水面对台阶后流场分布、漩涡结构和压力值的影响进行了分析讨论。     

盆池涡涡动过程数值研究

盆池涡是在盆池排水时在盆池中央的排水管道入口处形成的漏斗状旋涡。文中采用标准κ-ε湍流模型和VOF方法对盆池涡的涡动全过程进行了仿真模拟，然后对计算结果进行分析和归纳，提出了盆池涡涡动机理假说。盆池涡是由外来扰动或流道截面几何形状的不规则或表面粗糙度不均匀引起速度场一定的切向流动而诱发出来的旋涡，其旋转方向是随机的，但与形成的切向流动方向一致。盆池涡是一种类兰金涡，速度和压力的分布具有兰金组合涡的特点；盆池涡在成熟阶段具有三个特性区域，分别称为抽气孔、吸气孔、抬气区域。     

基于高地温引水隧洞的温度场数值模拟研究

本文结合能量传输方程,采用k-ε紊流模型,考虑温度场和流场的相互作用,并根据工程实际数据和环境状况,建立了三维引水隧洞水温预测模型。应用FLUENT计算软件对拟通水的齐热哈塔尔水电站引水隧洞的水温变化情况进行预测。通过与岷江映秀湾水电站有压引水隧洞进出口水温原型观测数据作对比,验证所用数学模型具有较高的可靠性。预测结果表明,由于引水隧洞高地温问题十分严重,过洞水流的温度有一定增加。基于模型的建立基础,预测结果准确可靠,为建设工程和下游水环境保护提供了科研依据。     

反渗透工艺处理电厂循环冷却排污水

针对电厂循环冷却排污水浊度高 ,含盐量高的水质特点 ,采用反渗透工艺进行处理 ,出水含盐量小于 2 0mg/L ,满足锅炉预脱盐补充水的要求。介绍了反渗透工艺及其预处理工艺 ,并对该工艺处理成本和工程运行问题进行了分析     

Numerical study of flow fluctuation attenuation performance of a surge tank

The surge tank plays an important role in ensuring the stability of a water flow standard device. To study the influence of the structure and the working conditions on the regulator performance of a surge tank, a three-dimensional model, including a surge tank, the pipeline and the water tank is built, and the VOF model in the Fluent software is used to simulate the two-phase pulsatile flow in the surge tank. The inlet flow pulsation is defined by the User Defined Functions （UDF）, and the outlet flow is set to be a free jet. By calculating the flow fluctuation coefficient of the variation uader different flow conditions, the influences of the pulse frequency, the initial water level height and the baffle plate structure on the flow stability are analyzed. It is shown that the surge tank has a good attenuation effect on high-frequency pulsations, there is an optimal initial water level to suppress the fluctuations, the round holes of the baffle should ensure a certain circulation area with the bore diameter small enough to have the necessary damping effect.     

沿海电厂循环水泵流道的水力特性 及优化研究

结合防城港电厂工程,对循环水泵流道进行了物理模型试验,重点研究了流道的水力特 性,包括引水沟来水的扩散消能特性、旋转滤网及吸水室的水流流态特征、吸水喇叭口进水断面 的流速分布规律等。针对原设计前池扩散不充分、出流不均、泵体管外环流等问题,提出在前池 扩散段设置消能横梁和在循环水泵中心线上游设置淹没胸墙等整流措施。该优化方案能有效阻断 吸水室内的表面回流通道,起到改善流态和消能的作用,从而满足循环水泵的运行要求,并且能 够有效节省土建投资。     

水力浮动式升船机输水系统仿真分析

景洪水电站的水力浮动式升船机是通过改变设置在竖井中的平衡重浮筒与承船厢重量之差来驱动整个系统运行。本文根据设计方案,分别建立输水系统能量方程、平衡重浮筒——承船厢系统的运动方程和竖井充泄水的连续方程,并构成了水力浮动式升船机整个系统的仿真数学模型。通过计算,得到了输水系统水力特性及承船厢运行特性参数的变化过程。结果表明,承船厢运行速度平稳,最大加速度为 0.009m/s2,不超过加速度设计要求限值,说明水力浮动式升船机输水系统能够保证承船厢的稳定运行,竖井、平衡重浮筒及承船厢的布置型式是合理的。     

滨海电厂温排水数值模拟研究现状

数值模拟是开展温排水研究工作的重要手段。主要对国内滨海电厂温排水数值模拟研究进行了回顾,分别就控制方程离散方法、网格设计、模型空间维度、是否考虑了斜压效应、参数选取、开边界处理方式、波浪影响等方面进行了讨论。应开展满足温排水影响后评估要求的实时预报模型的研发工作,为电厂温排水影响后评估工作提供技术基础;并探索温排水实时预报模型与数据同化方法相结合的技术手段,进一步提高温排水数值预报的技术水平。     

长距离泵输水系统事故停泵水锤数值模拟研究

为了确定输水系统事故停泵水锤的合理防护措施,根据辛安泵站长距离高扬程的工程特点,建立水锤数学模型。通过模拟计算,确定了两阶段阀门的最优关闭规律,并将水泵出口设置两阶段关闭蝶阀、无关闭阀、蝶阀和空气阀联合防护3种不同条件下停泵水锤水力瞬态过程计算结果进行对比分析。结果表明：所建立的数学模型合理,蝶NN空气阀联合防护措施效果明显,为管道和泵站的设计提供依据。