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水 利 学 报 2004 年 3 月 SHUILI XUEBAO 第 3 期 文章编号：0559-9350 (2004) 03-0042-05 内加强月牙肋三岔管水力特性数值模拟 1 1 2 2 刘沛清 ，屈秋林 ，王志国 ，张红梅 (1. 北京航空航天大学 流体力学研究所，北京 100083；2. 国家电力公司 北京勘测设计研究院，北京 100024) 摘要：本文对西龙池抽水蓄能电站的三岔管双向水流水力特性进行研究。选用定常不可压缩流动的N-S方程和RNG k- ε湍流模型，计算了 3 种分岔角的流动，得到了分岔角、肋宽比和分流比对岔管水头损失的影响。分析了不同工况 下水头损失的形成机理。研究结果认为分岔角增大将使水头损失加大，内加强月牙肋使水头损失减小，水头损失与 两岔管的分流比密切相关。所得结果与物理模型试验结果相互验证。 关键词：三岔管；分岔角；肋宽比；分流比；水头损失 中图分类号：TV134 文献标识码：A 在现代工业和生活中，用电高峰期电能常常供不应求，因此具有调峰作用的抽水蓄能电站越来越受到 人们的重视。为了节省资源，抽水蓄能电站的引水系统常常采用一管两机的布置方式，在主管和连接机组 的支管之间用三岔管连接。由于抽水蓄能电站双向水流的特点和岔管自身的特点，使得岔管内流态复杂， 岔管承受的内水压力大，结构和受力条件复杂，成为输水系统的关键部位 ［1，2］ 。内加强月牙肋三岔管是抽 水蓄能电站引水系统中广泛使用的形式，它具有受力合理、设计方便、结构可靠等特点 ［3，4］ ，但是目前对 其水力特性的研究工作做得很少 ［5，6］ ，尤其是在肋宽比对岔管水力特性的影响方面。本文针对内加强月牙 肋三岔管，详细地研究分岔角、肋宽比和分流比对岔管水头损失和岔管内流态的影响。 1 数值求解方法 # 西龙池抽水蓄能电站的设计岔管分岔角为 75°，肋宽比为 0.32，如图1所示，1 支管与岔管连接部分 是一段弯管。为了系统的研究问题，又选取分岔角为 55°与 90°的两种岔管，其支管完全对称布置。分 岔角为 55°的岔管体形如图 2 所示，分岔角为 90°的岔管体形除分岔角外与其完全相同。图 3 给出了肋 宽比为 0.32的月牙形肋板的示意图。 图1 分岔角为75°的岔管体形 图2 分岔角为55°的岔管体形 收稿日期：2003-09-22 作者简介：刘沛清(1960-)，男，山西忻州人，博士，教授，主要从事实验流体力学研究。 42 水 利 学 报 2004 年 3 月 SHUILI XUEBAO 第 3 期 定常不可压缩流动 N-S方程的张量形式为 ∂