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第一章 概述1

第一节 研究水力机组过渡过程的意义和目的1

第二节 水力机组过渡过程研究的现状和方法5

第三节 水锤现象9

第四节 直接水锤和间接水锤11

一、直接水锤11

二、间接水锤12

第二章 水力过渡过程计算的基本理论13

第一节 运动方程13

第二节 连续方程15

第三节 特征线方法18

第四节 明满流计算方程23

一、明渠流动23

二、隧洞有压流24

三、隧洞水流的特征隐式格式法24

第五节 边界条件26

一、上游水库26

二、管道下游为盲端27

三、管道末端为阀门27

四、管道中的阀门或局部阻抗元件28

五、分叉连接节点29

六、串联管31

七、集中惯性元件32

八、阻抗式调压室节点33

九、差动式调压室节点34

十、气垫式调压室节点36

十一、隧洞水流的边界条件36

第六节 计算的时间步长39

第三章 水轮机组过渡过程40

第一节 水轮机组特性曲线和过渡过程的历程线40

一、概述40

二、水轮机综合特性曲线41

三、过渡过程的历程线44

四、水轮机组特性曲线的拓展48

第二节 水轮机组过渡过程的数值计算方法50

一、尾水管和蜗壳当量管的计算50

二、水轮机组边界条件53

第三节 水轮机组调节保证计算及大波动过渡过程55

一、调节保证计算55

二、大波动过渡过程计算流程57

三、大波动过渡过程优化的措施58

第四节 水轮机组的小扰动过渡过程76

一、小扰动过渡过程概述76

二、描述压力管道动态特性的数学模型77

三、水轮机流量和力矩方程80

四、基于压力管道刚性模型的水力机械系统状态方程82

五、结合特征线法和状态方程分析的联合算法88

六、工程实例分析88

第五节 水轮机组的水力干扰过渡过程93

一、水电站的水力干扰现象93

二、水力干扰的算法93

三、机组调节品质评价指标94

四、工程实例分析96

第六节 设置变顶高尾水洞的水电站工程实例分析101

一、说明101

二、算例分析101

第四章 水泵机组水力过渡过程109

第一节 水泵机组过渡过程概述109

第二节 离心泵系统过渡过程数值计算110

一、离心泵的无量纲相似特性110

二、单台离心泵边界条件113

三、串联离心泵边界条件120

四、并联离心泵边界条件122

五、空气进排气边界条件124

六、离心泵启动125

七、停泵水锤计算举例125

第三节 大型轴流泵站的过渡过程计算128

一、轴流泵装置过渡过程计算的数学模型128

二、原始资料处理136

三、计算框图139

四、大型轴流泵站过渡过程计算方案设计及计算144

五、成果分析145

第四节 水泵机组过渡过程中的水锤防护152

一、空气罐防护153

二、调压塔与调压水箱防护154

三、阀门防护157

四、空气阀防护159

五、水锤消除器160

六、惯性飞轮160

七、泵站规划设计中的水锤防护问题161

第五章 水泵水轮机过渡过程165

第一节 抽水蓄能电站水泵水轮机过渡过程特点165

第二节 水泵水轮机边界条件167

一、全特性曲线处理方法167

二、在全特性曲线上绘网格辅助线169

三、引入相对开度的坐标变换169

四、对全特性曲线作分区处理170

五、Suter处理方法171

六、对WH和WM曲线的转换173

七、转轮边界水头平衡方程177

第三节 可逆机组大波动水力过渡过程178

一、流速水头的考虑178

二、机组关闭规律及鲁棒性分析180

三、针对可逆机组过流特性的三段折线关闭规律184

四、特殊计算工况185

五、压力脉动及尾水管最小压力计算成果的设计取值191

六、尾水调压室设置条件197

第四节 抽水蓄能电站小波动水力过渡过程202

一、低水头启动202

二、低水头由调相转发电204

三、导叶的不同步操作205

四、利用球阀稳定机组的空载特性207

第五节 抽水蓄能电站的水力干扰208

第六节 天荒坪抽水蓄能电站水力过渡过程实例分析209

一、工程概述209

二、技术路线210

三、仿真模拟211

四、仿真预测216

五、计算结论220

第七节 总结221

参考文献222