溪洛渡水电站通风模型试验与网络分析

论文题目: 溪洛渡水电站通风模型试验与网络分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 供热,供燃气,通风及空调工程

作者: 张建刚

导师: 何天祺

关键词: 地下厂房,相似理论,热环境,网络分析,自然通风

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 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，它的优劣程度包括热环境状况和气流组织效果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。本文结合溪洛渡水电站地下厂房通风模型试验这一委托科研项目，基于相似理论、网络模拟和CFD相结合的方法，进行了各个阶段的模型试验与分析，得出了一些具有工程实用价值的结论，部分结论已经通过溪洛渡水电站通风模型试验课题验收专家组的认可，为同类地下高大空间建筑通风系统提供设计参考。相似理论作为流体力学的经典理论在以往水电站通风模型试验中得到充分应用，本文拟以相似理论为基础来指导通风模型的设计、制作、试验以及后期试验数据处理工作；在模型设计与制作前期，以模型和原型的几何比例尺为假设条件，推导出各参数的相似比例尺，从而为模型试验提供计算依据。同时，结合CFD数值模拟，对关键部位的不同模型结构进行分析，选择最佳的模型结构形式——各埋管至主变拱顶人口处设置导流装置，提高试验的可行性。试验结果表明：加设导流装置后，各母线洞和主变室相关位置出风量较为均匀，满足工程要求；主变拱顶断面风速、压力分布呈现前后对称的规律，排入拱顶的气流可以通过竖井顺利排走，不易在拱顶滞留；同一位置不同机组段风机压力需求沿主变拱顶竖井入口呈总体下降趋势；各送、排风机宜用变频器控制，既节能又能满足风量设计需求。另外通过本模型实验提出新型的管路结构下，模型风机压力向原型风机压力的转化方法。水电站传统的设计方法是以方案比较为基础，采用手工对每个子系统进行逐一计算，它的缺点在于不能够考虑到相互关联系统间的相互影响，造成理论计算与实际运行情况差异较大。本文将网络分析的方法应用于本课题所研究的水电站夏季机械通风系统中，用基于图论相关知识绘制出水电站地下洞室群的通风网络图，通过专用软件解算求得各系统管路之间的关联关系(包括风量、风压等)，并对模型试验结论作映证与比较分析，结果显示网络分析和模型试验两种方法得出相似规律。溪洛渡水电站地下厂房特殊的气流组织形式，使得过渡季节自然通风形式与以往电站有较大的区别。通过网络分析方法，对两种可能的通风流程进行分析、论证，选择最佳的通风流程以进行通风模型试验。在最佳通风流程下，整个模型试验安排两个工况进行：①机组热源全开，所有风机关闭：②机组热源全开，只

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 前言

2 水电站地下厂房通风空调技术发展与研究现状

2.1 水电站的发展概况及现状

2.1.1 国内水电站的发展情况

2.1.2 国外水电站的发展情况

2.2 水电站地下厂房通风空调技术应用概况

2.2.1 通风气流组织方式

2.2.2 通风动力匹配方式

2.3 地下厂房动态热工分析方法

2.4 水电站地下厂房气流组织研究方法

3 溪洛渡水电站通风试验课题研究的任务要求

3.1 溪洛渡水电站工程概况

3.2 溪洛渡水电站通风空调方案及其分析

3.3 通风模型试验研究任务与要求

3.4 本论文研究的主要内容与方法

3.4.1 本论文研究的主要内容

3.4.2 本论文研究的主要方法

4 模型试验基本理论及试验装置的建立

4.1 模型试验的基本理论

4.1.1 夏季机械通风模型试验相似理论

4.1.2 自然通风模型试验基本理论

4.2 模型设计各相似比例尺的确定

4.3 模型试验装置的设计与制作

4.3.1 外围结构的设计与制作

4.3.2 热源发热量模拟与控制

4.3.3 各送排风系统设计

4.4 关键位置温度、风速测点布置

4.4.1 关键位置温度测点布置

4.4.2 关键位置风速测点布置

4.5 测试手段

5 夏季机械通风动力匹配试验与研究

5.1 风机在管网中工作点的表达

5.1.1 图解法

5.1.2 实测法

5.2 试验工况安排

5.3 第1工况模型试验与分析

5.3.1 支管风量测试原理

5.3.2 各局部风机出风支管风量均匀性分析

5.3.3 模型母线洞、主变室排风支管压力测试与分析

5.3.4 原型各局部风机压力分配情况

5.3.5 主变拱顶风道层压力测试与分析

5.4 第2工况模型试验与分析

5.5 第3工况模型试验与分析

5.6 本章小结

6 地下洞室群通风多动力源匹配的网络分析

6.1 图论的基本概念与理论

6.1.1 图论的基本概念

6.1.2 图的矩阵表示

6.1.3 通风网络的求解

6.1.4 角联风路的数学分析模型

6.2 溪洛渡水电站地下厂房通风网络分析

6.2.1 通风网络图的建立

6.2.2 全厂机械通风方案的网络分析

6.2.3 针对模型试验各工况的网络分析计算

6.2.4 计算结果与分析

6.3 本章小节

7 夏季机械通风全厂热环境试验与研究

7.1 研究内容与试验工况

7.2 试验前期准备工作

7.3 全厂热环境试验与分析

7.3.1 工况1主厂拱顶风道层气流分布特性

7.3.2 工况1主厂房和主变室热环境参数研究

7.3.3 工况2、3原型全厂热环境参数

7.4 本章小结

8 过渡季节通风动力匹配试验

8.1 过渡季节自然通风系统方案设计

8.2 过渡季节模型试验工况

8.3 过渡季节通风模型试验

8.3.1 工况1通风模型试验

8.3.2 工况2通风模型试验

8.4 本章小结

9 结论与建议

9.1 本论文的主要结论

9.2 对下一步工作的建议

致谢

参考文献

附录

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2006-12-05

参考文献

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