摘要：采用CFD计算分析了国外某电站的卧轴双转轮混流式水轮机组效率较低、空化性能较差的原因:主要是流道复杂,水流不畅,导致水力损失较大.由于不允许对流道进行调整,因而只能对转轮部分进行优化研究.转轮优化从3个方面进行:采用不同的叶片翼型、调整转轮上冠线的曲度和左右转轮叶片位置.基于N-S方程和Spalart-Allmaras湍流模型,采用SIMPLIC算法,对优化后水轮机的全流道进行了三维定常湍流计算,获得了各过流部件的流动细节,预估了水轮机的性能.计算结果表明:采用Ⅲ型叶片转轮、B形上冠线,并且当左右2个转轮叶片位置不同这一方案时,水轮机过流量增大到28.55 m3/s,左转轮效率达92.24%,右转轮效率达91.78%.同时分析了计算转轮上的绝对压力值,得到了分别采用Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ型叶片转轮的空化情况,结果表明:Ⅲ型叶片转轮的空化性能最好.

摘要：结合江苏苏北某电站,研究开发了一种设计水头为2 m左右的超低水头竖井贯流式水轮机.基于Navier-Stokes方程,采用SIMPLEC算法对该竖井贯流式水轮机全流道三维定常不可压湍流流场进行了数值模拟,分析了超低水头转轮叶片翼形、直径及安放角对水轮机性能的影响.分析了多个方案的水力性能,选出了最佳的水轮机转轮.结果表明:在满足电站设计要求的情况下,翼型优化后,转轮直径为1.75 m、叶片安放角为23°时的水轮机,在效率、水力损失等方面都表现出最佳的性能:该超低水头竖井贯流式水轮机在导叶开度为65°,设计水头为2.1 m时,数值模拟出的流量为10.05 m3/s,效率最高为87.6%.以GD-WS-35水轮机模型试验研究该水轮机的能量性能,在设计工况下,对数值模拟效率最高的水轮机方案试验的结果:模型装置的流量为0.398 m3/s,效率为83.34%;按原模型转换规律转换为原型装置数据,则流量为9.96 m3/s,效率为85.14%;数值模拟效率比模型试验效率的结果略高,误差范围为±3%.

摘要：以丁山河流域为研究对象,沿城市河流设计了3种旁路生态处理系统,用作污水处理厂或工业废水的附加净化措施,研究河流水质经旁路生态系统处理前后的变化情况,并采用高通量测序方法研究细菌和真菌多样性和群落结构变化,以更全面地反映城市污水经生态系统处理后对受纳河流的影响.结果表明,生态系统出水COD、NH_(4)^(+)-N和TP等营养盐指标明显低于湿地进水,水质明显提升,且污水对生态处理系统和受纳河流微生物影响显著,微生物多样性增加.对旁路生态系统水体理化指标进行统计分析,发现旁路生态系统对COD(55.7%~64.0%)、NH_(4)^(+)-N(63.1%~89.4%)和TP(27.6%~76.7%)的去除效果均较好,水质从地表水劣Ⅴ类提高到Ⅲ类,受纳河流的水质显著改善.对生态系统进出水和河道上下游水体微生物多样性进行统计分析,发现在门水平上,各生态处理系统主要的优势菌门基本相同;在纲水平上,各生态处理系统的真核微生物群落结构差异较大;受纳河流下游水体Chao1、Faith’s PD和Shannon指数大于上游,物种丰富度和多样性显著提高.其中,变形菌门(Proteobacteria,77%~95%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,1.0%~10%)、放线菌门(Actinobacteria,0.36%~12%)和厚壁菌门是旁路生态系统主要优势菌门;γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和拟杆菌纲(Bacteroidia)是受纳河流主要优势菌纲.通过对微生物群落结构进行研究,能够更加全面地揭示尾水经过生态处理系统处理对受纳河流引起的复合生态效应,对城市河流生态系统保护具有重大意义.