隨著國(guó)內(nèi)外大型抽水蓄能電站的興建,有壓管道作為水電站泄水系統(tǒng)的重要組成部分,其設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法和施工技術(shù)都得到很大的發(fā)展。其中的岔管部分因其水流流態(tài)復(fù)雜、水頭損失較大而引起廣泛的關(guān)注,岔管處的水力特性研究成為重要課題。為了研究管徑相差較大的卜型岔管是否存在回流、負(fù)壓、空蝕空化等問(wèn)題,本文對(duì)大變徑卜型岔管進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)和三維數(shù)值模擬,得到了岔管處流速分布、壓力分布、流態(tài)變化規(guī)律。對(duì)比物理模型試驗(yàn),數(shù)值模擬更能直觀反應(yīng)岔管處水流流態(tài),結(jié)果吻合良好。在數(shù)值模擬準(zhǔn)確性得到驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,本文對(duì)大變徑卜型岔管主支管的連接方式進(jìn)行了優(yōu)化研究,分別建立了柱形直接連接和錐形過(guò)渡連接兩種計(jì)算模型,比較了不同運(yùn)行工況下有無(wú)錐形過(guò)渡連接的水流流態(tài)。結(jié)果表明,采用錐形過(guò)渡可以有效地減小岔管的負(fù)壓和卜型接口附近的回流區(qū)域,對(duì)防止大變徑岔管的空蝕破壞,改善水流流態(tài)具有重要意義,為岔管體型優(yōu)化提供參考。此外,本文還分析了不同水頭損失的產(chǎn)生機(jī)理,得到了不同分流比、分岔角對(duì)大變徑卜形岔管水頭損失系數(shù)的影響。經(jīng)計(jì)算分析,分流比對(duì)岔管水頭損失影響較大,分流比在0.22左右時(shí),主管與支管斷面平均流速基本相等,岔管水頭損失...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 岔管研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
2 岔管水流數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)與方法
    2.1 紊流模型理論
    2.2 紊流控制方程
    2.3 紊流數(shù)值模擬方法
        2.3.1 直接數(shù)值模擬(DNS)簡(jiǎn)介
        2.3.2 大渦模擬
        2.3.3 統(tǒng)計(jì)平均法
        2.3.4 Reynolds平均法
    2.4 網(wǎng)格劃分
    2.5 數(shù)值計(jì)算方法
    2.6 邊界條件
3 物理模型試驗(yàn)研究
    3.1 下庫(kù)放水系統(tǒng)概況
    3.2 模型設(shè)計(jì)與模型制作
    3.3 岔管水流模型試驗(yàn)
    3.4 測(cè)試結(jié)果分析
        3.4.1 主管單獨(dú)運(yùn)行測(cè)試結(jié)果
        3.4.2 支管單獨(dú)運(yùn)行測(cè)試結(jié)果
        3.4.3 雙管聯(lián)合運(yùn)行測(cè)試結(jié)果
4 卜型岔管水流數(shù)值模擬及結(jié)果分析
    4.1 數(shù)學(xué)模型
    4.2 計(jì)算區(qū)域及網(wǎng)格劃分
    4.3 邊界條件
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析
        4.4.1 壓強(qiáng)分布結(jié)果
        4.4.2 流速分布結(jié)果
    4.5 數(shù)值模擬驗(yàn)證
5 卜型岔管體型優(yōu)化
    5.1 模型建立
    5.2 求解設(shè)置
    5.3 計(jì)算結(jié)果分析
        5.3.1 支管單獨(dú)運(yùn)行
        5.3.2 雙管聯(lián)合運(yùn)行
    5.4 結(jié)論
6 岔管水頭損失特性分析
    6.1 計(jì)算理論
    6.2 不同分流比模型建立
    6.3 不同分流比數(shù)模計(jì)算結(jié)果
    6.4 不同分岔角模型建立
    6.5 不同分岔角數(shù)模計(jì)算結(jié)果
    6.6 計(jì)算結(jié)果分析
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄: 作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3749141