基于外界能量汇入下引水渠道水温变化的三维模拟

摘要

中国北部高寒地区冬季严寒,引水式水电站引水渠冰害严重,为探讨外界热量注入渠道提升水温的效果,该文以新疆红山嘴二级电站引水渠道为研究对象,通过建立三维紊流数值模型对多口融冰井同时运行条件下引水渠道水温变化过程进行仿真计算,其计算结果与原型观测结果基本一致.在此基础上,通过改变井水流量、渠道水温、渠道引水流量、外界大气温度等条件,对引水渠道水温沿程变化过程进行了模拟研究.结果表明:井水流量、渠道水温均与混合后水温成正比,在融冰井运行过程中,每一口融冰井不仅影响其下游水温,对其上游一定距离的渠道水温也有一定影响;还根据得出的各并不冻长度,提出了在不同渠道引水流量、不同气温条件下井群合理优化布置方案.此研究可为解决寒区水电站引水渠道冰害问题提供科学依据.