国家自然科学基金(51269028)
- 作品数：11 被引量：42H指数：6
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- 相关机构：石河子大学中国水利水电科学研究院新疆兵团勘测设计院(集团)有限责任公司更多>>
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- 相关领域：动力工程及工程热物理水利工程更多>>
- 寒区引水明渠抽水融冰试验被引量：3
- 2017年
- 寒区冬季明渠引水长期遭受冰害困扰,严重制约工农业及居民生活用水,经济损失巨大.结合新疆红山嘴水电站2级引水明渠,采用原型观测方法,开展了2次抽水融冰试验.根据试验结果,分析了不同水井运行方式下,井后明渠沿程水温、井前后5m明渠水温及整个引水明渠沿程水温的变化情况,得到了上述情况下明渠水温的变化规律及水井运行制度对水温变化的影响.处于运行状态的水井井后明渠水温得到了显著提高,在井后50m范围内,水温急剧下降,并产生较大波动,超出该范围后,水温下降不明显,波动也相对平缓;井水和渠水的混掺及渠水与外界的热交换过程并不能在短时间、短距离内完成.2次试验气温基本相同,试验过程中明渠末端水温相差不大,都在1.5℃左右.
- 秦子鹏宗全利田艳吴素杰
- 关键词：寒区引水明渠
- 高寒区引水渠道水温变化规律的试验研究被引量：4
- 2015年
- 在高寒地区,抽水融冰是引水式水电站冬季运行除冰害的一种有效措施。为了更好地研究抽水融冰过程中引水渠道水温变化规律,本研究结合新疆红山嘴水电站工程的实际应用,对抽水融冰过程进行了室外水槽模拟试验。试验在实际大气温度下分别分析了相同渠水流量、不同井水流量和相同井水流量、不同渠水流量条件下,引水渠水温沿程的变化规律,结果表明:各种加井水条件下的渠水水温都比不加井水时要高,渠水水温先升高后降低,并有一峰值,峰值出现在加水点4-8 m处,说明冬季抽取地下水注入引水渠的方法是可行的;当渠水流量确定的情况下,随着井水流量的增大,渠水温度升高幅度也显著增大,增幅明显,从井水流量0.06 L/s时的0.5-1.25℃增大到井水流量0.14 L/s时的0.35-0.77℃,增幅为0.15-0.48℃左右;当井水流量确定的情况下,随着渠水流量的增大,渠水水温升高幅度减小,从渠水流量1.5 L/s时升高的0.77-1.9℃减小到渠水流量7.5 L/s时升高的0.26-0.45℃,减小幅度为0.51-1.45℃。该试验结果可为抽水融冰运行机理提供科学依据并为实际工程提供借鉴意义。
- 朱苗苗刘焕芳宗全利
- 关键词：冰害水温变化
- 高寒区引水渠道抽水融冰水温变化过程模拟被引量：8
- 2016年
- 抽水融冰技术能解决中国西北等高寒地区引水式水电站引水渠冰害。该文以新疆红山嘴电站引水渠道为研究对象,对引水渠道抽水融冰水温变化过程进行数值模拟。通过对模拟结果与原型观测结果对比研究,验证数值模型的可靠性。最后分别模拟分析井水流量、渠道流量、井水温度、渠道水温、流量和温度同时变化时,引水渠道水温沿程变化规律。结果表明：1）井水流量和井水温度变化与混合后水温成正比,井水流量越大,水温越高,渠道增温效果越明显;2）渠道流量变化与混合后水温成反比,渠道流量越大,井水的增温效果越不明显;3）渠道水温与混合后水温成正比,渠道水温越低,混合后水温也越低;4）渠道引水温度降低为原来0.25倍,同时井水流量增大至原来4倍,混合后水温比降低渠水温度时高0.14-1.43℃,在实际工程中,增加井水流量是抽水融冰最有效的方法。研究为寒区引水渠道冰害的防治提供科学依据。
- 吴素杰宗全利郑铁刚刘贞姬黄酒林
- 关键词：温度数值模拟引水渠道
- 引水渠道抽水融冰水温沿程变化规律试验研究被引量：6
- 2015年
- 在我国严寒地区,为了有效地改善引水式水电站引水渠冰封冰冻现象,可采取抽水融冰方法来保证引水渠道冬季运行畅通,为此对引水渠道抽水融冰水温沿程变化规律进行了试验研究。分别在未注井水、单井注水和双井注水3种情况下,进行了8组不同渠水流量和3组不同井水流量的试验;其中,单井注水试验分别选择了4个不同位置,双井注水的试验分别选择了在6个不同注水位置的组合进行。根据试验结果,分别得到了未注井水、单井注水和双井注水3种情况下,引水渠道水温沿程逐渐减小的变化规律;并结合数据分析,首先得到了未注井水时引水渠道水温沿程变化计算公式,并将计算值和实测值进行了对比,结果表明两者符合较好;在此基础上,重点分析得到了单井注水和双井注水的水温沿程变化计算公式,并分别进行了计算值和实测值的对比分析,结果表明:单井注水和双井注水实测值和计算值最大误差分别为6.25%和5.84%,可以用于实际工程水温沿程变化计算。
- 赵梦蕾宗全利刘贞姬王子坚
- 关键词：沿程变化
- 基于外界能量汇入下引水渠道水温变化的三维模拟
- 中国北部高寒地区冬季严寒,引水式水电站引水渠冰害严重,为探讨外界热量注入渠道提升水温的效果,该文以新疆红山嘴二级电站引水渠道为研究对象,通过建立三维紊流数值模型对多口融冰井同时运行条件下引水渠道水温变化过程进行仿真计算,...
- 吴素杰宗全利郑铁刚王子坚刘贞姬
- 关键词：引水渠道井群水温
- 文献传递
- 高寒区引水渠道抽水融冰不冻长度计算模型及应用被引量：8
- 2018年
- 抽水融冰技术是解决高寒地区引水渠道冰害的重要措施,广泛应用于新疆的红山嘴、金沟河和青年水电站以及青海省的香加水电站。该文根据水流热平衡理论,综合考虑水力、热力、气候等条件对不冻长度影响,从理论上得到了不冻长度的计算公式,并用工程实测资料进行了验证,结果表明:引水渠道不冻长度计算结果与原型实测值符合较好,最小误差6.2%,最大误差29.5%;不冻长度与渠道来水流量、井水注入量、井水水温、大气温度、日太阳辐射量成正比,与风速、大气饱和差、日降雪量成反比;其中,渠道来水流量对不冻长度影响较小,井水注入量、大气温度、风速等对不冻长度影响较显著;且保持其他条件不变,井水注入量每增加0.02 m3/s,不冻长度以400 m递增;大气温度每降低5℃,不冻长度减小幅度为16.1%~31.3%;风速从0.5 m/s增加到6.0 m/s,不冻长度减小幅度为4.3%~53.0%;此研究可为解决寒区水电站引水渠道冰灾防治问题提供科学依据。
- 宗全利郑铁刚吴素杰刘贞姬刘焕芳
- 关键词：温度井群引水渠道
- 寒区引水渠道抽水融冰过程的数值模拟分析被引量：4
- 2017年
- 抽水融冰可以有效解决寒区引水渠道冬季运行冰害问题,为了认识不同边界条件下抽水融冰过程中水温的变化规律,为实际工程的设计和管理等提供技术依据,本文以玛纳斯河流域红山嘴电站的引水渠道为研究对象,采用FLUENT软件建立了引水渠道和抽水融冰井的数学模型,并以此为模型工具对不同研究工况下引水渠沿程水温进行了数值模拟分析,并将计算结果与实测数据进行比较验证,结果显示:混合水温和井水流量、井水水温、渠道原始水温均呈正相关关系,渠道原始流量和混合水温呈负相关关系。根据上述模拟结果,在实际工程中采取增加井水流量可更容易、更有效地解决渠道冰害问题。
- 熊慧吴素杰胡璇李望芝黄义博
- 关键词：引水渠道水温数值模拟
- 红山嘴水电站抽水融冰原型试验及不冻长度计算被引量：1
- 2015年
- 主要介绍了新疆红山嘴水电站应用抽水融冰技术解决长期困扰水电站运行的冰害问题,给出了高寒区引水渠道冬季运行抽水融冰基本原理。根据原型观测结果,分析得出了抽水后渠道水温的沿程变化规律。参照经验公式对不冻长度进行了计算,并将结果与2级引水渠上布置的融冰井间距作了对比,为抽水融冰井群优化布置等相关内容研究奠定了基础。
- 朱苗苗刘焕芳宗全利
- 引水渠道单井注水对不冻长度的影响被引量：3
- 2016年
- 在我国严寒地区,抽水融冰是一种能有效改善引水式水电站引水渠冰封冰冻现象的方法。为了对引水渠道单井注水时对不冻长度的影响有深入的了解,结合新疆红山嘴水电站工程的实际应用,对单井注水的试验进行了室外水槽试验。试验是在单井注水的情况下,分别从不同的水力、热力和气候条件方面,进行了3组不同渠水流量和3组不同井水流量的试验。根据试验得到如下结果:若只改变水力条件,所变因素越小,冰花密度可由0%迅速增长到4.5%且流速变化幅度为0.084 3m/s则不冻长度距离短,反之,所变因素越大,冰花密度保持在0%一段距离后才增长至1.6%,流速的变化幅度为0.064 6m/s,则不冻长度距离长。若只改变热力条件或气候条件,所变因素越小,则不冻长度距离短,反之,所变因素越大,则不冻长度距离长。在此基础上,又分别得到了不同水力、热力和气候条件下的单井注水对不冻长度的影响,并建立了定量关系式。该试验结果可为抽水融冰运行机理提供科学依据并为实际工程提供借鉴意义。
- 赵梦蕾刘贞姬宗全利
- 高寒区抽水融冰渠道水温沿程衰减规律——以红山嘴水电站为例被引量：8
- 2018年
- 抽水融冰技术是解决高寒区引水式电站冬季运行冰害问题的有效措施之一。为研究抽水融冰对电站引水渠道冬季引水的水温控制规律,以红山嘴水电站为例,基于RNGκ-ε模型数值模拟研究结果,从热流量比角度探讨了渠道水温沿程衰减规律,并采用2013年2月和2014年1月原型观测结果进行了验证。结果表明:渠道水温沿程衰减过程可分为骤降段、过渡段和缓降段3部分,各段范围受外界条件控制;衰减曲线呈幂函数分布,相关系数达到98%;对比气温对渠温沿程衰减的影响表明,随着大气温度的降低,渠道水温沿程衰减速度明显加快;-10℃为水温衰减过程变化转折点,当气温高于-10℃时,可以近似认为渠温衰减规律一致,渠温沿程变化主要受到热流量比值影响;低于-10℃时,气温对渠道水温沿程变化影响显著。
- 郑铁刚宗全利孙双科吴素杰
- 关键词：水温热流量
