三河口水利枢纽调流调压阀仿真计算分析与试验研究

• 作者: 刘璟 刘积慧 董旭荣
• 来源期刊: 水利水电技术
• 学科: 工学
• 关键词: 调流调压阀 流场仿真分析计算 模型试验 验收标准 水力特性 数值模拟 水电站
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 水力学
• 页码范围: 114-132
• 页数: 19页
• 分类号: TV32.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2020.09.014

摘要

三河口水利枢纽供水阀采用DN2000-16活塞式调流调压阀.为保证流量符合设计要求、阀门不发生气蚀振动破坏,确保工程安全,针对水头高、流量变幅大、工作条件复杂的问题,进行了调流调压阀的流场仿真分析计算和试验研究.首先建立三维仿真模型,选择合适的计算软件,根据设计流量率定流阻系数后,选择前半段开小孔、后半段开大孔的活塞开孔型式,进行流态仿真计算,包括流场分析、气蚀和振动分析计算.其次,接线性缩尺1:5设计1台DN400模型机,分析论证模型机与真机的相似性.最后,按照计算参数设计加工一台DN400的模型机,通过试验验证其关键参数和流量特性与计算值的符合性,测量模型机上下游压力、流量等参数,测算其流阻系数、流量系数和流量-压力-开度曲线.结果 显示:压力-开度-流量关系符合设计要求,流量/开度比呈直线分布,压力值相等情况下流量比与模型比呈平方关系;DN400模型机仿真分析计算结果与DN2000调流调压阀计算结果比较,流阻系数、流量系数比误差基本≤5％,基本达到相似性要求;与DN400模型机CFD计算结果对比后误差≤5％,试验和计算结果基本吻合,气蚀判定后没有气蚀发生,噪音小于95分贝.结果 表明:流场分析计算所用软件是可靠的,DN2000调流调压阀具有良好的抗气蚀性能.通过试验和研究后,研究制定了“模型试验内容及验收标准”和“DN2000-1.6 MPa调流调压阀验收标准”,为我国《调流调压阀设计导则》的制定奠定了坚实基础.