国家科技支撑计划(2006BAB04A03)
- 作品数：43 被引量：315H指数：10
- 相关作者：张仁田李同春程吉林张礼华郑源更多>>
- 相关机构：扬州大学江苏省水利勘测设计研究院有限公司河海大学更多>>
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- 相关领域：水利工程农业科学机械工程电子电信更多>>
- 泵站叶片可调单机组日运行优化方法研究被引量：38
- 2010年
- 提出叶片可调单机组日运行优化动态规划数学模型,以耗电费用最少为目标函数,峰谷电价与站下水位变幅过程划分阶段变量,各阶段开机水泵的叶片安放角为决策变量,规定时段内的抽水量为约束条件。以受长江潮汐影响的江都四站为例进行计算,结果表明:(1)在典型潮位过程、设计日均扬程、机组满负荷工作时,叶片可调单机组日运行优化结果与叶片安放角维持原设计安放角相比可节省电费5.24%;叶片安放最优角度与峰谷电价相关,峰电时为-4°,非峰谷与谷电时为+2°。(2)在潮型不变情况下,日均扬程分别为4.8、5.8、6.8、7.8和8.3m时,叶片全调节运行方式与叶片维持原设计安放角相比,可节省费用在3.4%～6.2%之间,平均节省费用4.45%,单位提水费用平均下降4.55%。
- 程吉林张礼华张仁田龚懿
- 关键词：泵站
- 设有复式空气阀的管道充、放水过程被引量：10
- 2012年
- 为了研究长距离有压管道充水和放水过程中管内气体压力的变化情况,并保证其运行中的安全,针对长距离有压管道的特点,对其充水和放水过程,采取了对整个管道进行分段处理、依次充水和放水的策略.对于分段后的每一段管道,建立了圆形管道内水体体积与水深关系的数学模型.按照小流量充水的原则,运用理想气体状态方程,结合复合式空气阀的进气和排气性质,在空气阀和泄水管布置情况已知的前提下,根据不同的充水流量和放水流量,计算各管段气体压力的变化情况.整个数值计算过程采用自编Fortran程序计算求解.计算结果表明:充水和放水的流量越大,对应管段的气体压力越大和越小,管道越危险;在不影响管道安全性的前提下,为了使管道尽快充满和放空,应采取较大的充水流量(16 m3/s)和放水流量(泄水阀全开).
- 郑源薛超周大庆
- 关键词：有压管道充水过程理想气体状态方程
- 扩散导叶对贯流泵装置性能影响被引量：8
- 2010年
- 贯流泵装置中扩散导叶的叶片数是影响其装置水力性能的一个因素,故有必要对其进行计算和分析.通过CFD方法对配有不同导叶体的灯泡贯流泵装置内部三维流动进行了全流道数值模拟计算,获得了5种不同方案(4片、5片、7片、8片导叶和改进后的5片导叶)下贯流泵装置水力性能以及导叶段的水力损失,分析了不同导叶叶片数和叶片形状对贯流泵装置外特性的影响.结果表明,导叶体内的水力损失基本上随着导叶叶片数的增加而增大,而泵装置的效率不完全符合这一规律;采用5叶片导叶方案的泵装置效率较高,且内流场的压力和流速分布较为均匀;改进后的5叶片导叶体内的水力损失最小,泵装置效率最高,提出了对确定叶轮的最佳导叶叶片数的匹配.
- 冯旭松金燕刘超
- 关键词：贯流泵装置叶片数数值模拟
- 南水北调东线泵站变速运行模式的适应性被引量：9
- 2010年
- 以南水北调东线工程源头泵站江都四站为例,通过单机组优化运行（叶片全调节、变频变速）数学模型的求解、分析可知,在南水北调东线源头泵站扬程变幅（日均扬程7.8~3.8 m,潮差1.2 m）范围内,不管是否实行峰谷电价,泵站叶片全调节优化运行是较为合适的运行模式;变频变速运行仅在扬程低于5.0 m、非满负荷运行时优于叶片全调节;在满负荷工作时,泵站变频变速与定角恒速运行相比,变频变速优化运行带来的效益不足以抵消变频装置的耗损.同时,从泵装置运行的机理出发,证明了大型提水泵站只有在一次调水过程中的扬程变幅足够大时,变频变速优化运行才能产生效益的论点.该成果可为南水北调东线大型泵站的改造、优化运行提供理论依据.
- 程吉林张仁田邓东升龚懿冯旭松
- 关键词：泵站动态规划适应性
- 基于CFD的大型竖井式贯流泵装置的流动研究被引量：5
- 2009年
- 基于三维不可压流体的雷诺时均方程和Spalart-Allmaras单方程湍流模型,采用SIMPLEC算法,对大型竖井式贯流泵站的全流道在不同净扬程的流场进行数值模拟,分析各个工况条件下的流场结构和叶片的静压分布,为工程实际运行提供可参考性。结果表明,全流道的流态受净扬程变化影响呈现一定的变化规律,即扬程降低,叶片相应位置的静压绝对值减小,压力梯度降低;最大负压发生在叶片吸力面进水端靠近轮缘侧向出水端移动;导叶体对流动环量的回收和整流效果受扬程变化的影响较大,在设计净扬程工况时,导叶体对流动环量的回收效果最好。
- 肖玉平郑源黄昱
- 关键词：数值模拟流态静压
- 低扬程大流量泵装置马鞍区的流动特性被引量：24
- 2011年
- 运用数值模拟与模型试验相结合的方法,采用计算流体动力学软件Fluent,在双参考坐标系下,利用有限体积法对雷诺时均Navier-Stokes方程进行数值离散,选用标准k-ε湍流模型,SIMPLEC方法求解,对轴流泵模型装置20%～130%额定流量工况点的外特性进行了数值模拟,并将计算结果与模型试验结果进行对比.通过对设计工况和小流量马鞍区工况下CFD流态图样的对比分析,对马鞍区的流动特性进行了研究.结果表明:在50%～65%设计流量区域存在轴流泵的运行不稳定马鞍区;小流量工况下泵室内转轮进出口均存在大范围的回流和旋涡,激烈的能量交换是轴流泵出现不稳定区、装置无法稳定运行的主要原因;数值模拟与模型试验结果吻合较好,整体误差不超过5%,由此证明了数值模拟的有效性和准确性.
- 郑源茅媛婷周大庆张单
- 关键词：轴流泵计算流体动力学数值模拟
- 泵闸结构流场的水力特性被引量：10
- 2010年
- 为了提高泵闸工程工作的稳定性和高效性,采用计算流体动力学方法,以设计参数作为控制条件,运用Fluent软件对某泵闸工程进行了数值模拟计算和分析,并对闸门附近的结构进行了优化.结合河道过流特点,建立了断面有效过流面积率和过流均匀度两个表示过流断面水流流态的公式,并以此作为数值模拟优化的目标函数,对泵闸结构进行了优化.通过数值模拟,分析了引、排水工况下的水流及流场分布规律,分析了实际闸门附近的水流动特性和过流情况,分析了内河侧＂S＂形转弯对工程水流的影响.通过整体水工模型试验,对改造后的消能设施进行了论证.结果表明,改造后的内外河最大流速均小于0.6~0.8 m/s,且河道的有效过流面积率和过流均匀度均大于0.75.
- 黄建军郑源张盾
- 关键词：泵站闸门水流流态数学模型
- 灯泡贯流泵装置内部流动数值模拟被引量：11
- 2010年
- 基于三维雷诺平均Navier-Stokes方程、RNGk-ε紊流模型和SIMPLE算法,对一灯泡贯流泵装置模型的内部三维流场进行了全流道数值模拟.对同一转速下流量为20~35 L/s范围内的7个工况点的扬程、轴功率和效率等性能参数进行了预测,分析了泵装置内部速度场的分布.计算结果表明：在最优工况点,泵装置内部水流流态较好,压力分布也比较均匀;而在小流量和大流量工况下,包括灯泡体在内的出水流道内流态紊乱,出现偏流、脱流和旋涡等不良流态.为了验证计算的准确性和可靠性,对该装置模型进行了性能试验,并将数值模拟计算结果与模型试验的数据进行了对比,两者在高效区附近吻合较好,但在小流量和大流量工况下存在偏差.
- 金燕刘超汤方平
- 关键词：灯泡贯流泵装置数值模拟性能试验
- 新型竖井贯流泵装置研发与数值分析被引量：16
- 2011年
- 在分析不同贯流泵装置的结构特征和常用断流方式技术特点的基础上,针对城市防洪泵站扬程低、年运行时间较短、安全可靠性要求高的特点,设计了一种竖井进水、虹吸出水和真空破坏阀断流的新型竖井贯流泵装置.以盐城市某泵站工程为例,运用计算流体动力学方法,利用RNG k-ε湍流模型闭合雷诺时均N-S动量方程组,以适应具有较大曲率的虹吸式出水流道内部流动,采用多重参考坐标系方法(MRF)处理叶片动静耦合,采用SIMPLEC算法实现压力与速度的耦合求解,对该新型竖井贯流泵装置的模型进行了数值分析和性能预测.计算结果表明:经初步优化设计的新型贯流泵装置模型,内部流态平顺,在设计扬程为1.15 m、流量为0.326 m3/s的工况下,装置效率达56.0%;在最高扬程为1.95 m、流量为0.296 m3/s的工况下,装置效率达到68.8%.
- 朱红耕戴龙洋张仁田朱国贤吕赛军费海蓉
- 关键词：城市防洪
- 变频调速灯泡贯流泵站停机过渡过程研究被引量：5
- 2013年
- 变频调速的灯泡贯流泵站借助于变频装置逐步降低机组转速,实现机组的安全平稳停机。分析了变频调速机组的正常停机特点,建立停机过程的水量平衡和力矩平衡动态方程。根据变频装置的特性设置转速的变化规律,通过数值模拟停机过程中主要水力参数的变化特征,寻求转速变化规律、起始时刻与闸门关闭时间之间的最佳匹配,为变频调速灯泡贯流泵站的安全稳定运行提出了不同停机规律的建议。
- 张仁田朱红耕李慈祥姚林碧
- 关键词：变频调速数值模拟
