水电站地下厂房中关键网络基元 ——母线洞空气流动特性研究

作     者：王星 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何天祺

授予年度：2006年

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：水电站 母线洞 模型实验 CFD 阻抗 

摘      要：水力资源的优越性能以及目前严重的能源短缺问题,使得水电站建设在我国的能源战略中越来越重要;厂房通风作为水电站建设的重要环节,其设计质量包括热环境状况和气流组织效果的优劣将直接影响到工作人员的工作效率和整个厂房机器设备的正常运行。本文结合西龙池水电站地下厂房通风模型试验这一委托科研项目,运用相似模型实验和CFD数值模拟相结合的方法,对地下水电站洞室群通风空调系统网络模型建立过程中的一个关键的网络基元母线洞进行了研究。 本文通过对母线洞的相似模型实验获得了母线洞冷态下的阻抗U值;随后进行的热态实验中,得出了不同Re数和Ar数下的阻抗U值。通过分析得出冷热态下的阻抗U值差异,并获得母线洞冷热态阻抗U值无显著差异的Ar数区域,拟合出阻抗U值与Ar数的一元线性回归方程。 本文通过对西龙池水电站母线洞阻抗值CFD数值模拟结果与模型实验结果的对照,验证了CFD数值模拟方法对于此类通道阻抗模拟的可行性和可靠性。而后通过CFD数值模拟来分析母线洞冷态下的阻抗及其影响因素。通过分析,从建筑结构来说,母线洞的绝对粗糙度和通道进口处风流断面的变化对阻抗影响较小,而楼梯口与防火风口的设置则对阻抗影响较大。从内部设备的布置来说,启动母线和内部设备的多寡及其布置方式对阻抗影响较小,排风口处风机的台数和风口的断面面积影响较大。在热态情况下,控制通风的雷诺数Re和热量阿基米德数Ar,得出不同工况下的热态阻抗U值,通过分析得出冷热态下阻抗U值差异,并得出在一定Ar数下,母线洞的通风量对阻抗U值影响不大,热态阻抗U值仅为Ar数的函数,从而获得了冷热态阻抗U值无显著差异的Ar数区域,并拟合出阻抗U值与Ar数的一元线性回归方程。