摘要:
为研究真空破坏阀开启时间对混流泵机组停机过程瞬态水力特性的影响,建立了泵机组全过流几何模型,将实际的真空破坏阀装置简化为一个具有等效流通面积的球阀模型,采用动网格技术实现了球阀启闭与转轮旋转的耦合。通过设置提前开阀、联动开阀、延迟开阀3种控制方案,开展了停机瞬态过程的三维数值模拟,从外特性、压力脉动特性和内流特性3个角度探究了开阀时间对停机过程水力稳定性的作用机制,结合熵产理论揭示了停机过程中的能量耗散规律。研究结果表明:不同控制方案下外特性参数、压力波动、内流场变化等方面呈现相似的演变趋势,但在时间进程和变化幅值上存在差异;开阀时间对机组瞬态特性具有显著影响,相较于联动开阀方案,提前开阀方案虽能降低转矩与轴向力的峰值,但可能引发更为剧烈的初始水力冲击,而延迟开阀方案则会延缓工况转换,导致转矩、轴向力的反向极值分别增大至联动开阀方案的1.26倍和1.21倍,并加剧虹顶压强的脉动幅值;延迟开阀导致转轮区域能量损失显著升高;综合而言,联动开阀方案能在保证停机效率的同时,最有效地抑制水力振荡、降低载荷冲击与能量损耗,是实现平稳停机的最优策略。