白鶴灘水電站出線豎井通風(fēng)阻力特性.pdf

1、水電資源的優(yōu)越性能以及目前嚴(yán)重的能源短缺問題，使得水電站在我國(guó)能源建設(shè)中據(jù)有十分重要的位置。水電站地下洞室群的通風(fēng)空調(diào)及防排煙系統(tǒng)，由交通洞、廠房、母線洞、主變洞、出線道、進(jìn)風(fēng)洞、排風(fēng)洞等洞室和送排風(fēng)管道系統(tǒng)構(gòu)成。通風(fēng)空調(diào)及防排煙系統(tǒng)對(duì)保障地下電站的生產(chǎn)環(huán)境和運(yùn)行安全十分關(guān)鍵。
　　出線井作為地下水電站通風(fēng)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，其通風(fēng)效果的優(yōu)劣將直接影響到出線井內(nèi)空氣的溫度、相對(duì)濕度、有害氣體濃度、水電站廠房的通風(fēng)效果和機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)

2、行。出線井機(jī)械通風(fēng)，風(fēng)機(jī)的正確選擇和合理利用，對(duì)保障機(jī)電設(shè)備正常、安全、高效的運(yùn)行，值班和設(shè)備檢修人員的身體健康以及節(jié)能降耗都具有十分重要的意義。因此，有必要對(duì)出線井的通風(fēng)流動(dòng)阻力特性進(jìn)行詳細(xì)的研究分析。本文是國(guó)家自然科學(xué)基金資助面上項(xiàng)目（51178482）“深埋地下水電站熱濕環(huán)境形成機(jī)理與節(jié)能調(diào)控”的研究?jī)?nèi)容之一。
　　出線豎井內(nèi)每隔一定間距布置一層鋼格柵，便于工作人員對(duì)出線豎井內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)與檢修。目前尚無(wú)可用的參數(shù)計(jì)算這種

3、特殊通道的通風(fēng)流動(dòng)阻力，需采用模型試驗(yàn)等手段獲取。模型試驗(yàn)獲得的成果真實(shí)可靠，但卻耗資耗時(shí)。本文選用模型試驗(yàn)和CFD數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究分析地下水電站出線豎井的通風(fēng)流動(dòng)阻力特性，總結(jié)出一定的規(guī)律，指導(dǎo)今后類似工程的建設(shè)。
　　首先通過相似模型試驗(yàn)，得到出線豎井的當(dāng)量沿程阻力系數(shù)λe。然后將CFD數(shù)值模擬結(jié)果與模型試驗(yàn)結(jié)果對(duì)照，驗(yàn)證了 CFD數(shù)值模擬方法對(duì)于研究出線豎井通風(fēng)流動(dòng)阻力特性的可行性和可靠性。接下來(lái)采用 CFD數(shù)值模

4、擬方法研究分析了出線豎井的斷面形狀、格柵的結(jié)構(gòu)、格柵的有效通風(fēng)系數(shù)和格柵間距對(duì)出線井通風(fēng)流動(dòng)阻力特性的影響。
　　研究分析得到：
　?、俪鼍€豎井的斷面形狀對(duì)出線豎井的通風(fēng)流動(dòng)阻力特性影響較??；
　　②格柵的孔口密度只要保持在一定的范圍內(nèi)，格柵的結(jié)構(gòu)對(duì)出線豎井通風(fēng)流動(dòng)阻力特性的影響在實(shí)際工程中可以忽略不計(jì)；
　?、鄢鼍€豎井內(nèi)格柵之間的間距一定時(shí)，隨著格柵的有效通風(fēng)系數(shù)增大，出線豎井的當(dāng)量沿程阻力系數(shù)逐漸減小。格柵的

5、有效通風(fēng)系數(shù)小于0.76時(shí)，格柵有效通風(fēng)系數(shù)對(duì)出線豎井的當(dāng)量沿程阻力系數(shù)影響較大，隨著格柵有效通風(fēng)系數(shù)的增大，出線豎井的當(dāng)量沿程阻力系數(shù)顯著下降。格柵的有效通風(fēng)系數(shù)大于0.76以后，隨著格柵有效通風(fēng)系數(shù)的增大，出線豎井的當(dāng)量沿程阻力系數(shù)變化平緩，趨于定值；
　　④格柵為局部構(gòu)件，當(dāng)格柵間距較小時(shí)，由于局部構(gòu)件之間相互影響，導(dǎo)致出線豎井內(nèi)流體的擾動(dòng)增強(qiáng)，出線豎井的通風(fēng)流動(dòng)阻力較大。隨著格柵間距增大，格柵之間的影響逐漸減弱，出線豎井的

6、通風(fēng)流動(dòng)阻力逐漸趨于定值。
　　以上研究結(jié)果表明，出線豎井的當(dāng)量沿程阻力系數(shù)主要取決于格柵的有效通風(fēng)系數(shù)和格柵間距。根據(jù)研究結(jié)果，繪制出格柵有效通風(fēng)系數(shù)為0.6—0.9、格柵間距為1de—4de時(shí)，出線豎井的當(dāng)量沿程阻力系數(shù)的線算圖，便于類似工程通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和動(dòng)力設(shè)備的選型。
　　本文還根據(jù)研究得到的當(dāng)量沿程阻力系數(shù)和查閱相關(guān)資料，計(jì)算出白鶴灘水電站出線井的通風(fēng)流動(dòng)阻力，并進(jìn)一步討論了不同季節(jié)，由于室內(nèi)外空氣密度差和出線井