基于CFD的抽水蓄能电站岔管体型优化研究

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抽水蓄能电站造成水头经济损失的众多因素中,岔管体型为最重要的影响因素之一。对电站岔管体型进行不同形式的优化是相关领域学者关注的焦点。为了能达到体型优化的目的,前后有众多研究者分别应用了不同的方法对岔管体型进行优化研究分析,而目前所使用的岔管体型在运行期内造成的水头损失依旧超出了学者们所期望的结果。为进一步减小岔管的水头损失,本文通过CFD技术对Y型月牙肋岔管进行体型优化研究。(1)本文对岔管过流断面的变化规律进行了分析,研究水头损失产生的机理,再对放大率进行了进一步的研究,最后得到的结果表明,放大率取1.1时,岔管水头损失和年效益损失最小,且均比原设计岔管的损失要小。(2)其次研究分析了半锥顶角对岔管水头损失和年效益损失的影响。结果表明,设锥管比不设锥管好,岔管水头损失随半锥顶角的增大而增大,抽水工况的水头损失对支锥管半锥顶角的变化较为敏感,发电工况的水头损失对主锥管半锥顶角的变化较为敏感。综合以上,放大率、支锥管半锥顶角、主锥管半锥顶角取1.1、6°、5°时,岔管水头损失和年效益损失最小,且均低于原设计岔管,达到了体型优化的目的。(3)最后对设置二节支锥管时的岔管水头损失的情况进行研究。结果表明,岔管水头损失随着二节支锥管顶角的增大而增大。二节支锥管半锥顶角取1.5°时°,岔管水头损失和年效益损失达到最小。
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