Bentley OpenFlows HAMMER CONNECT Edition 帮助

水电涡轮的数值表示形式

本节介绍图 14-13:Hammer 中的涡轮水力组件的示意图(还显示了上游和下游计算点)中显示的示意涡轮的一般方程。

图 14-13:Hammer 中的涡轮水力组件的示意图

涡轮方程:

H1+a1Q=h1+a1q1

H2+a2Q=h2+a2q2

其中: H = 当前时间步长结束时的水头
  Q = 当前时间步长结束时的流量
  h = 上一个时间步长期间计算的水头
  q = 上一个时间步长期间计算的流量
  (其中,a 是波速,S 是管道横截面积)

管道水头损失方程:

H1 + f1Q|Q| = HC

H2 + f2Q|Q| = HB

其中: f = 摩擦系数
  HB = 当前时间步长结束时点 B 处的水头
  HC = 当前时间步长结束时点 C 处的水头

阀门水头损失方程:

HC - HA = KvQ|Q|

其中: HA = 当前时间步长结束时点 A 处的水头
  KV = 阀门损失系数

四象限涡轮曲线:

Mhyd = FM(Q,N,w)

HA - HB = FH(Q, N, w)

其中: Mhyd = 水力转矩
  N = 涡轮的转速
  w = 边门函数
  FM = 转矩函数
  FH   水头函数

角动量守恒定律:

其中: n = 上一个时间步长期间计算的涡轮转速
  m = 上一个时间步长期间计算的转矩
  M = 当前时间步长的转矩
  (W= 涡轮和发电机的重量,R= 回转半径)

代数操作将方程 () 至 () 简化为未知量 Q 和 N 的一对非线性方程,如下所示:

FH(Q, N, w) - (Kv + f1 + f2)Q|Q| - (a1 + a2)Q - (h2 - h1 + a2q2 + a1q1) =0

可以使用牛顿法结合四象限水头和转矩曲线,针对不同边门位置对非线性方程 () 和 () 进行迭代求解。