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摘要
水柱分离是水力系统中由局部空化而导致的空腔中断连续水流的现象,一般发生于系统压力大幅波动的"水锤"过程中,紧随其后的空腔溃灭会带来脉冲性质的压力突增,极具危险性。这一现象也可能发生于抽水蓄能电站的水力系统中,是造成"抬机"破坏的诱因之一。利用一维管道与三维水泵水轮机耦合的水力模型模拟了某模型水泵水轮机在甩负荷过程中发生的空化现象;采用极端的运行条件,成功实现了尾水管内水柱分离-弥合过程的模拟。结果表明尾水管水柱分离-弥合后还会在转轮叶道内反复出现小型空腔生成及溃灭现象;空腔溃灭导致的升压脉冲会在水泵水轮机流道内传播,在各个部件引起不同程度的压力突增;尾水管进口的压力增幅最高,容易对转轮造成巨大的反向水推力,进而导致"抬机"事故。鉴于难以在原型或模型电站对水柱分离现象开展测试,该研究可为今后深入研究此类问题提供新的思路和方法。
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单位土木工程与建筑学院; 厦门理工学院; 环境科学与工程学院
