具体描述
内 容 提 要
本书是高等学校选修课“水力机组过渡过程”的教材。全书共九
章,主要介绍数值计算基础、水泵水轮机特性、水力机组过渡过程、
机组调节规律、水力过渡过程的微分方程式、机组过渡过程的计算方
法和计算程序。
本书除作选修课教材外,也可供水电站的设计、科研、运行等单
位以及其他从事有关水力机组过渡过程工作的科技人员参考。
作者简介
目录信息
前 吉
第一章 引论
第一节 术语 定义
第二节 水管中的压力波动
第三节 水锤波速度
第四节 研究水力过渡过程的意义
第二章 数值计算基础
第一节 数值计算的基本概念
第二节 数值计算的稳定性
第三节 几种常用的插值法
第四节 牛顿―莱甫生法
第五节 龙格-库塔法
第三章 水泵水轮机的特性
第一节 抽水蓄能电站及可逆式机组简介
第二节 水泵的工作参数
第三节 叶片泵的相似律
第四节 反击式水力机械的四象限特性
第五节 水泵水轮机的特点
第六节 混流式水泵水轮机的特性曲线
第七节 水泵水轮机特性点的近似确定
第四章 水电站水力机组的过渡过程
第一节 水力过渡过程的种类
第二节 机组起动过渡过程
第三节 增 减负荷过渡过程
第四节 脱离飞逸的过渡过程
第五节 混流式水轮机过渡过程的瞬时工况轨迹
第六节 转桨式水轮机的过渡过程瞬时工况
第七节 尾水管中涡带引起的水力不稳定过程
第五章 抽水蓄能电站可逆式机组的过渡过程
第一节 水力过渡过程的种类
第二节 进入水泵工况的起动
第三节 水泵断电时的过渡过程
第四节 混流式水泵水轮机作水泵运行断电时的过渡过程
第五节 混流式水泵水轮机作水泵运行时的过渡过程瞬时工况轨迹
第六节 混流式水泵水轮机作水轮机运行时的过渡过程
第七节 斜流式水泵水轮机的过渡过程
第六章 水力机组的调节规律
第一节 调速器原理图
第二节 大波动时调速器的数学模型
第三节 导叶接力器的运动特性
第四节 水力机组的调节规律
第五节 水力机组调节规律的最优化
第七章 水力过渡过程的微分方程式
第一节 水力机组转子运动方程
第二节 刚性水锤方程
第三节 动力方程
第四节 连续性方程
第八章 水力机组过渡过程的计算方法
第一节 概述
第二节 特性方程
第三节 用于数值计算的机组转子运动方程
第四节 应用特性线法的计算步骤
第五节 边界条件
第六节 水力机组过渡过程计算的特性线法
第七节 计算水锤压力的有限差分法
第九章 水力机组过渡过程的计算程序
第一节 阀门关闭(或开启)时的过渡过程计算程序
第二节 水电站混流式机组减负荷(或增负荷)时的过渡过程计算程序
第三节 混流式水泵水轮机水泵工况断电时的过渡过程计算程序
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本《水力机组过渡过程计算》的封面设计得相当有质感,那种深沉的蓝色调和简洁的排版,一下子就让人感觉这不是一本轻飘飘的科普读物,而是那种需要沉下心来啃的硬核技术书。我翻开目录时,首先注意到的就是那些细致的章节划分,从基本的流体力学原理引入,到湍流模型的应用,再到复杂的非线性微分方程求解,结构非常清晰。作者显然对水轮机运行中的瞬态现象有着深刻的理解,他没有停留在理论的描述上,而是花了大量的篇幅去解析实际工程中可能遇到的各种耦合效应,比如水锤、汽蚀的连锁反应,以及机组甩负荷时的动态响应。特别是关于调速器参数整定那一章,作者引入了好几种现代控制理论的工具,比如LQR设计,这对于我们这些想把老旧机组升级到更高控制水平的工程师来说,简直是如获至宝。整本书的理论推导非常严谨,每一步都有清晰的数学逻辑支撑,但同时又配有大量的工程实例分析,使得晦涩的理论变得触手可及。读完前几章,我已经能感受到作者在电力系统动态稳定分析领域深厚的功底,这种对细节的把握和对工程实践的深刻洞察力,是很多同类教材所不具备的。这本书更像是作者多年一线经验的结晶,充满了实战智慧。
说实话,一开始我抱着试试看的心态买下这本书,毕竟水力发电机组的过渡过程涉及的变量太多,参数众多,很多教材要么过于偏重数学推导而忽略了物理意义,要么就是为了简化而牺牲了准确性。然而,这本《水力机组过渡过程计算》成功地找到了一个极佳的平衡点。它的叙述风格非常平实,没有故作高深的术语堆砌,而是像一位经验丰富的老专家在旁边耐心讲解。我特别欣赏作者在处理水力瞬变问题时所采用的建模方法,他不仅展示了经典的瞬态分析模型,还探讨了如何将环境因素,比如水库库容变化、引水渠道几何特性对整个系统动态响应的影响纳入考量。书中对机组启动、停机、短路等典型工况下的能量转换和动量守恒的分析,逻辑链条无比顺畅。很多复杂的振荡问题,在作者的图解和详细步骤下,都变得不再那么令人生畏。阅读过程中,我几乎可以想象出水流在压力钢管内以惊人的速度变化,带动叶轮产生巨大扭矩的场景。这本书对于提升我们对水轮机水力特性和机械惯性之间相互作用的理解,起到了关键性的作用,它不仅仅是一本计算手册,更是一部深入理解水力机械内在“脉搏”的指南。
我是一名在电力设计院工作的年轻设计师,手里经常要处理水电站的初步设计和技术规范制定工作。坦白说,市面上关于水轮机稳定性的书籍很多,但大多停留在规范要求和经验系数的层面,真正深入到机理和精确计算方法的却凤毛麟角。这本《水力机组过渡过程计算》的出现,极大地填补了我的知识空白。它的价值体现在它提供了一套完整的、可操作的仿真和计算框架。书中关于非线性系统分析的部分,尤其是对摩擦阻尼和空化现象的数学描述,非常贴合实际工况的复杂性。我尝试用书中的方法对我们正在设计的一个抽水蓄能电站的快速泄压过程进行了复核计算,结果发现比我们原先采用的简化方法得出的安全裕度要保守得多,这立刻提醒了我必须重新审视某些安全边界的设定。作者在讨论模型简化与精度需求之间的权衡时,展现了极高的职业素养和工程判断力。他教导读者如何根据工程目的选择合适的数学模型复杂度,而不是盲目追求最高阶的模型。这本书的实用性,直接体现在它能帮助我们规避潜在的设计风险,确保设备在极端工况下依然能安全可靠地运行。
我从一个更宏观的角度来看待这本书的价值。在当前能源结构转型的背景下,水力发电机组的角色正在从传统的基荷电源向灵活的调峰和备用电源转变,这意味着它们需要更频繁、更剧烈的工况切换,对过渡过程的控制要求自然水涨船高。这本书恰恰聚焦于这个核心痛点。它不仅关注机组本身的动态特性,还巧妙地将水力系统与其他电气设备,如电网阻尼和励磁系统,进行了耦合分析,描绘了一幅完整的“机-电-水”耦合动态图景。我特别欣赏其中关于“失步预防”和“快速水力特性适应性”的章节,这些内容直接关系到水电站能否在电网需要时提供快速响应能力。它提出的几种新型阻尼措施和控制策略,具有很强的前瞻性。总而言之,这本书不仅仅是对现有知识的梳理和总结,更像是一份面向未来高动态电网对水力发电机组控制要求的技术白皮书,为我们下一代水轮机运行和控制策略的研究指明了方向,是专业领域内不可多得的精品力作。
这本书的装帧和纸张质量也给我留下了深刻的印象。在如今许多技术书籍都追求快速出版、牺牲阅读体验的时代,这本专著的印刷清晰度极高,图表线条干净利落,没有任何模糊不清的现象。这对于需要反复对照公式和曲线的读者来说,是至关重要的。更重要的是,作者在组织内容时,非常注重知识的递进关系。他不像有些学术著作那样,在开头就抛出大量的专业术语,而是循序渐进地构建知识体系。比如,讲解如何处理引水渠道的长度效应时,作者首先回顾了基本的波动理论,然后才将其应用于水力系统,这种由浅入深的讲解方式,极大地降低了学习曲线的陡峭程度。阅读过程中,我发现作者对流体粘性和温度对水特性的微小影响也进行了探讨,这显示出作者对细节的偏执。对于那些希望从基础原理出发,系统掌握水力机组动态行为的科研人员或高级技术人员而言,这本书无疑提供了一个坚实可靠的平台,它能让你真正理解“为什么”会发生这种过渡过程,而不仅仅是“如何”套用公式得到一个数字。