摘要：针对水泵水轮机组的压水气系统压水工况中存在管道设备脉动问题,采用SST湍流模型对压水气系统的排气压水工况进行了全通道数值模拟,并着重研究了管路系统中节流阀下游管件处的脉动现象,总结并分析了脉动发生位置、程度和机理。研究结果表明,排气压水工况中脉动的根本成因是可压缩气体在阀门处剧烈膨胀并形成了超声速脉动射流,射流的脉动形式与特征与阀门结构和安装位置有关,研究结果可为压水气系统的管路设计和阀门选型优化提供数据支持。

摘要：以抽蓄机组的压水气系统作为研究对象,开展包含自然对流和壁面传热因素的全通道非稳态三维数值模拟,重点研究排气压水工况下,压水气系统储气罐内部压缩空气的流动分布特征和热力学变化过程。结合数值模拟结果,分析了储气罐出口处流动特征与温度剧烈变化的联系,以及自然对流对气罐热力学进程的改变方式;并进一步探讨了改变储气罐形状及气罐出口管路布置方式对改变储气罐热力学性能的具体影响。为压水气系统压缩空气储气罐热力学性能的优化设计提供了参考。

摘要：抽水蓄能电站在压水工况中暴露出的管道设备过冷问题,是以压缩空气为工质的压水气系统的重要安全隐患。系统管路中的主要阀门,包括截止阀、节流阀和止回阀,在实机运行中均观测到阀体温度低于预期范围的现象。阀体过冷说明其内部有低温气流通过,但国内外针对压水气系统排气压水工况中,低温气流形成的机理研究和该条件下阀门的选型分析研究相对较少。采用SA单方程湍流模型,对压水气系统压水工况阀门处的低温问题,进行了非稳态全通道数值模拟研究,初步分析了过冷现象的发生位置、过冷程度和发生机理。研究结果表明,阀门结构因素导致的可压缩气体剧烈膨胀,是压水工况中高速气流过冷的根本成因,并据此为压水气系统阀门选型提供了可行建议。

摘要：为分析抽水蓄能电站压水气系统气罐壁面传热对罐内空气降温特征的影响,采用全通道非稳态数值模拟方法,数值模拟某抽水蓄能机组气罐内部气体的流动特征和热力学变化,分析了排气压水工况下气罐内压缩空气的温度变化规律和机理,通过对数值模拟数据分析,明确了罐内气体温度分布差异化、热力学绝热过程向多变过程转变、气罐内流场自然对流建立的内在联系,发现了使用强化气罐壁面传热系数的方法来改善气罐局部低温问题的局限性,为优化排气压水系统储气罐提供了技术路线选择依据。

摘要：水泵水轮机的压水气系统,在向转轮室中充入压缩空气、压迫水位下降的过程中(压水充气工况),其储气罐和充气主管路内的气体流动和热力学特性,是困扰压水气系统设计的关键问题。现有设计方法,主要借鉴长距离天然气输气管道放空过程等其他领域的成果,所用理论模型和经验公式无法体现水泵水轮机压水气系统工作环境和结构特征的特殊性。同时,国内外针对抽水蓄能电站压水气系统的数值模拟研究也尚属空白,因此亟须开展有针对性的研究。采用全通道非稳态数值模拟的方式,对压水气系统的压水充气工况进行研究,对比并评价了不同湍流模型(Spalart-Allmaras模型、Shear-Stress Transportκ-ω模型和Scale-Adaptive Simulation模型)在压水气系统模拟问题中的适用性,初步分析了压水充气阶段系统关键环节的流动特征和热力学变化。