發(fā)布時(shí)間：2021-07-02 08:20

　　針對(duì)尼泊爾上馬相迪水電站排沙漏斗極易形成泥沙落淤懸板的問題,提出在排沙漏斗懸板上布設(shè)圓形孔洞的解決方案,并選用大渦模擬模型,采用流體體積分?jǐn)?shù)法與離散相軌道顆粒模型相結(jié)合的方法,對(duì)排沙漏斗懸板有效傳質(zhì)區(qū)開孔率Φ為0、1.423%、2.049%、3.192%、4.610%的排沙漏斗分別進(jìn)行水氣沙三相數(shù)值模擬。結(jié)果表明,在懸板兩端布設(shè)圓形孔洞可有效減少懸板上的泥沙淤積量,當(dāng)懸板有效傳質(zhì)區(qū)開孔率為3.192%時(shí),排沙漏斗典型斷面含沙量與合速度值具有良好的分布規(guī)律,從而形成穩(wěn)定的空氣渦,提高泥沙排除效率。研究結(jié)果對(duì)于指導(dǎo)同類工程進(jìn)行懸板沙害處理提供了參考依據(jù)。 

【文章來源】：水電能源科學(xué). 2020,38(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

排沙漏斗模型

采用Workbench前處理工具M(jìn)esh軟件，對(duì)目標(biāo)模型的流體計(jì)算區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分（圖2）。選用曲率高級(jí)尺寸函數(shù)Curvature進(jìn)行網(wǎng)格控制，設(shè)置曲率法向角度參數(shù)，細(xì)化計(jì)算域中圓柱體的邊和曲面處的網(wǎng)格大��；通過插入Face Meshing及Size細(xì)化入口面尺寸，借以控制入口面離散相顆粒噴射的數(shù)量。計(jì)算域主要由非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格構(gòu)成，在溢流懸板及漏斗室中心附近進(jìn)行相應(yīng)的加密處理。為保證模擬結(jié)果的精度并減少仿真運(yùn)算時(shí)間，計(jì)算域通過網(wǎng)格敏感性測(cè)驗(yàn)后，確定最小網(wǎng)格面積為6.3×10-9 m2。3.3 邊界條件

圖3為排沙漏斗原型工程在y=0斷面的含沙量分布云圖。由圖3可看出，開孔率為0，即懸板未進(jìn)行打孔設(shè)計(jì)時(shí)的原始模型，懸板的兩端與中間溢流區(qū)的含沙濃度存在明顯差異；在懸板中間溢流區(qū)，含沙量較小且分布均勻，含沙濃度最大為0.8g/cm3，除小區(qū)域內(nèi)有分布均勻且濃度較低的泥沙外，其他中間溢流區(qū)含沙濃度均為零；就懸板的兩端而言，對(duì)比中間溢流區(qū)，含沙濃度明顯較大，最大為4g/cm3，含沙量分布較不均勻，懸板內(nèi)側(cè)含沙量略大于懸板外側(cè)�？v觀整個(gè)懸板區(qū)域，泥沙顆粒表現(xiàn)為明顯的“兩端大，中間小”的分布規(guī)律，即“兩端”呈現(xiàn)較高濃度的零散式分布，“中間”呈現(xiàn)較低濃度的均勻式分布，且“兩端”與“中間”存在較大數(shù)量級(jí)的差異，最大含沙量出現(xiàn)在懸板下端區(qū)間。針對(duì)圖3呈現(xiàn)的懸板上泥沙顆粒分布規(guī)律，考慮到尼泊爾上馬相迪水電站排沙漏斗懸板是由鋼筋混凝土制成的，便于布設(shè)圓形孔洞的特點(diǎn)，對(duì)懸板上下兩端進(jìn)行打圓形孔洞的設(shè)計(jì)。研究共設(shè)置4種不同圓孔直徑方案，在原型實(shí)際工程中對(duì)應(yīng)的孔徑分別為10、12、15、18cm，從而對(duì)應(yīng)4種不同的懸板開孔率。排沙漏斗懸板孔口布置見圖4，其中懸板下端開孔區(qū)共打圓形孔洞138個(gè)，上端開孔區(qū)共計(jì)114個(gè)。

【參考文獻(xiàn)】：
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