调相压水已在抽水蓄能电站和部分大型常规电站中成为基本操作。目前常规设计中对水电站调相压水的中压气系统多为静态设计,其气罐容积选择满足压水操作始末两态气量平衡即可。随着抽水蓄能机组调相运行时长增加、运行工况转换频繁,压水系统的气罐容积、压水时长及系统部件温降特性等越来越受到关注。在实际工程中,连续压水气体急速降压对罐体、管路造成的温度降低已经威胁到气罐、机组运行的安全稳定。本文从气动力学、热力学角度下研究压水操作中气体的多态过程变化特征,分析气体介质在时间尺度下的压力、温度、质量流量等参数的动态变化,更加定量、直观地理解压水充气过程特征,为水电站中压气系统的精细化设计提供指导和优化思路,提高电站设计、运行阶段的经济、安全性。

该文对气动系统中常用的几种不同长径比(L/D)的配管进行了数值模拟,计算结果表明ISO气动元件流量特性改良式较原ISO6358标准式具有显著的优势,它既能反应元件阻力系数的大小(临界压比b值),又能反应阻力系数随流速的变化(n值).随着配管的长径比的增加,临界压比b值减小,n值增大,并通过引入新的可压缩平均阻力系数的概念,进一步分析了其原因.