Page 73 - 水利学报2021年第52卷第1期

小，其尾部段水流基本为死水，在过渡过程后期会由于压差缓慢流向调压室大井。π型调压室在过渡
过程的初始阶段，长上室中水流直线流向阻抗孔，调压室大井内水流也径直向阻抗孔位置汇聚，未
形成明显的速度环量。
4.4 两种体型对比与分析 通过以上对比分析得出，T 型调压室在启动工况产生了吸气旋涡，而π型
调压室水流状态较好，原因如下：（1）速度环量。T 型调压室的阻抗孔位于长上室两侧，当流出调压
室流量较大时，长上室中的水流会顺时针或逆时针流入阻抗孔中，在其上方形成速度环量。π型调压
室两长上室位于阻抗孔中心位置，长上室中的水流可径直进行补充，无法形成速度环量。（2）流量变
化 。 T 型 和 π型 调 压 室 的 长 上 室 宽 度 比 为 0.58（如 图
22），其高度相同，因此在相同条件下，π型调压室的
过流面积远远大于 T 型调压室，T 型调压室长上室的
流量无法及时补充调压室大井的流量会导致阻抗孔上
方出现短时间的液面塌陷。（3）淹没水深。启动条件下
的最小淹没深度为 3 ~ 4 m，较小的淹没水深也是形成
吸气涡旋的重要原因。流量变化大，较强的速度环
量，淹没水深较小，都是形成吸气漩涡的决定性因
素。T 型调压室方案在水位下降时出现强烈的吸气漩
涡并延伸至升管，而π型调压室则未出现吸气旋涡。
因此从瞬态水力特性角度来看，π型调压室方案优于 T
型调压室方案。 图 22 两种方案过流面积比

5 结论

本文采用一维和三维数值模拟对 T 型调压室和π型调压室的过渡过程进行了对比分析，并对三维
计算的调压室局部流态进行了分析，结论如下：（1）甩负荷工况和一台机满载另一台机增负荷的过渡
过程中，一维和三维计算的调压室涌浪波动曲线波动趋势相同，均随时间周期性衰减，涌浪极值的
差值均在 1.5 m 以内，验证了 CFD 计算的可靠性。（2）T 型截面调压室在启动工况水位下降时调压室的
淹没水深较小，长上室中的水流补充阻抗孔上方的水流时呈顺时针或逆时针流入，导致吸气漩涡的
产生；而π型调压室由于长上室内水流的即时补充，不具备产生吸气旋涡的条件，因此从水力学条件
上，π型调压室方案优于 T 型调压室方案。

参 考 文 献：

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