水击与调压室计算与演示

水击与调压室计算与演示

1、调压室简介

为了减小水锤压力，常在有压引水隧洞（或水管）与压力管道衔接处建造调压室，如图1所示。调压室利用扩大的断面和自由水面反射水锤波，将有压引水系统分成两段：上游段为有压引水隧洞，调压室使隧洞基本避免了水锤压力的影响；下游段为压力管道，由于长度缩短可，从而降低了压力管道中的水锤值，改善了机组的运行条件。

图1 水电站调压室

调压室的功用有以下几点：

（1）、反射水锤波。基本上避免（或减小）压力管带中的水锤波进入有压引水道。

（2）、缩短压力管道的长度。从而减小压力管道及厂房过流部分中的水锤压力。

（3）、改善机组在负荷变化时的运行条件及系统供电质量。

调压室的工作原理是：增大的水面反射水锤波，引水道中水体动能和势能相互转换。

2、水击与调压室计算程序演示

2.1 甩负荷工况

当水电站丢弃全部负荷时，水轮机的流量由Q0变为零，压力管道中发生水锤现象。

此时，上游调压室水位先上升，下游调压室水位先下降。引（尾）水道中水流在惯性作用下继续流动，从而引起调压室水位上升（下降），当水位达到极值后，由于调压室和水库的水位差作用，水流开始倒流。如此往复流动，实现动能

和势能的转换，并在阻力消耗下衰减。

用程序演示：起始开度设置为0.8，终了开度为0。

计算过程如下（原始数据见图2，计算结果见图3。）

图2 甩负荷工况参数输入

图3 甩负荷工况计算结果和过程线

2.2 增负荷工况

当水电站增加负荷时，水轮机引用流量加大，压力管道中也出现水锤现象。此时，上游调压室水位先下降，下游调压室水位先上升。机组首先开始增大引用流量，水流流出（入）上游（下游）调压室，调压室水位变化，当调压室和水库的水位差达到极值后，水位差的作用使水流开始倒流。如此往复流动，实现动能和势能的转换，并在阻力作用下快速衰减。

用程序演示：设置起始开度为0.9，终了开度为0。

计算过程如下（原始数据见图4，计算结果见图5。）

图4 增负荷工况参数输入