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摘要
基于一维瞬变流理论和特征线法,采用自由气体空穴模型,并考虑气体的热力学特性,建立了尾水通气孔的过渡过程数学模型。结合该类水电站实际工程的水道布置及机械特性,建立引水发电系统过渡过程整体数学模型,模拟过渡过程工况下通气孔进排气及局部气液两相流。结果表明:通气孔进气可以有效缓解隧洞中的负压,但空气排出时伴随较大的撞击压力,其来源于被空气分隔的液柱重新弥合,发生直接水锤现象。通气孔面积较大时,撞击压力随着面积的增加而减小;通气孔面积较小时,撞击压力随着面积的增加而增加。根据其特性,提出通气孔结构优化方案,即进气时孔口全部打开,排气时只有部分孔口排气,当排气面积占进气面积10%左右时,压力振荡得到较好的控制。
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单位河海大学; 水资源与水电工程科学国家重点实验室
