形变件优化布置试验研究

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1、中国水利水电科学研究院形变件优化布置试验研究一、前言为总结局部阻力系数及其相邻影响研究的成果，探讨循环供水管系优化布置的一些基本原则，本研究以中南电力设计院提供的两个子系统为例，测试其多个形变件组成的管段的综合局阻系数及其变化规律，分析在管路布置中形变件之间不同间距的优劣趋势，总结电厂循环供水系统优化布置的原则。二、子系统简介中南电力设计院经分析筛选，提出了如下凝汽器进水子系统和循环泵房子系统供试验研究。1、凝汽器进水子系统管路布置示意如示意图1。x23”x13”(Ls/D)45º45ºQ3Q1

2、Q2①②(0.83D)1.5m2.3m4.5m(1.5D)(0.77D)示意图1该子系统系从循环水母管上分出两支管送水至凝汽器的两个水室，它由两个异径正三通和两个45º弯管组成。从流动特点来说，可以视为以1#（顺流程排序）三通为主体的分流流动，即该三通侧管上接有一弯管、而直通管上接有一流量比为1.0的2#三通(该三通直通支路堵死)和一个45º9中国水利水电科学研究院弯管。如此，则可将总流和支流如示意图所标识的定义写出，综合局阻系数也可套用分流三通的定义，即x31”和x32”。2、循环水泵房子系统

3、管路布置如示意图2。该子系统系泵房中两台循环泵出口流量合并后从母管送出。它是由一个渐扩管、一个90º弯管和一个汇流三通组成。从流动特点来说，可认为此汇流三通是一主体管件，其侧管上接有一90º弯管；而另一来流直通管上接有一渐扩管。汇流总管即是送出母管。如此，则可将总流和支流如示意图所示标识的定义写出，其综合局阻系数也可套用汇流三通的定义，即x13”和x23”。(Ls/D)5.0mQ2Q1Q3x23’’x13’’3.0m示意图2三、试验管路系统及仪器设备简介1、试验管路系统及测量仪器设备1）试验管路

4、系统及设备按照以上示意图的管件及相关尺寸布置试验模型管路。所用管件均系单件局阻试验研究中已被测试过的，因而单件局阻系数为己知条件。模型中管件间的距离均按所给实际尺寸相应的管径倍数确定。模型管道为PVC硬塑管，管内径DN153.6及DN117.6两种，可实现异径三通或渐扩管的面积比为0.586。模型供水及排水管路与典型形变件局部阻力系数测试中三通的供、排水管系相似，见示意图3。主要供水设备有：9中国水利水电科学研究院水泵：10HBC-40混流式水泵，标称流量650m3/h、扬程11.6m。高压稳压

5、箱：直径1.0m，总长2.76m，内设扩散导流器、消能填料室、整流蜂窝体及滤网等。1.水库6.电磁流量计2..水泵7.试验管件3.泵出口压力表8..尾阀4.调流量阀9.测压管排5.高压稳压箱10.测压皮管示意图3：试验系统及供排水设施原理图1243865971066842）测量仪器及设备两台电磁流量计：k300GT型，精度±1%测量值。测压系统及压头降数据数获取方法：使用传统的测压孔及测压管排采压法，用一百四十万象素的数码相机获取管排测压管水柱高的数字图象，再输入计算机，经图像编辑软件可得到众多

6、测压管同步水头差，即压力损失水头。详见分题报告“典型形变件局部阻力系数的试验研究”一文。四、试验方案组次1、试验方案及相邻影响系数C的定义：对上述凝汽器进水子系统及循环泵房子系统中形变件间的原始间距（设计院给定）分别测试其综合局阻系数x31”、x32”9中国水利水电科学研究院。再调整凝汽器进水子系统中两三通间的距离及循环泵房子系统中直角弯管与三通间的间距数次，分别测试其局阻系数。依据局阻系数便可求出各种间距时各个子系统形变件间局部阻力的相邻影响系数C31”、C32”。为分析并求索供水管道优化布置

7、原则提供示例。子系统相邻影响系数C的定义：对凝汽器进水子系统：Δh31”=C31”[x31-1（V32/2g）+x45º（V12/2g）]式中：Δh31”----对应于x31”的损失水头，Δh31”=x31”.（V32/2g）；x31-1-----主（第一）三通单件时的局阻系数；V3----子系统流量Q3对应的流速；x45º----单件45度弯管局阻系数。V1----子系统流量Q1对应的流速。将速度水头统一为V32/2g，则C31”=x31”/（x31-1+x45º*q2/a2）式中：q----

8、流量比Q1/Q3；a---面积比A1/A3；又：Δh32”=C32”[x32-1（V32/2g）+x31-2（V22/2g）+x45º（V22/2g）]式中：Δh32”----对应于x32”的损失水头，Δh32”=x32”.（V32/2g）；x32-1-----主（第一）三通单件时的局阻系数；x31-2-----第二个三通单件时的局阻系数；V2-----子系统Q2流量对应的流速。将速度水头统一为V32/2g，则C32”=x32”/[x32-1+（x32-2+x45º）*（1-q）2/a2]式中q