城市排水泵站进水前池水力特性数值模拟研究

前池是泵站的重要组成部分,是引渠和进水池的衔接段。城市排水泵站由于受条件限制,其前池的扩散角度、长度一般不能满足设计规范要求,易在前池里形成不良水力现象,影响水泵的工作性能。为改善进水前池流态,结合上海某排水泵站,采用雷诺时均N-S方程结合标准k-ε湍流模型,用有限体积法进行离散,压力速度耦合采用适合于稳态问题的SIMPLE算法,对泵站进水前池水力特性进行数值模拟研究。针对该泵站前池的布置特点,提出布设梯形底坎和增设导流扩散墩两种改善前池流态的工程措施,并分别进行数值计算,对比分析整流效果,给出推荐方案。     

关于泵站前池流态的改善措施研究

泵站前池的水流流态对水泵的性能起着至关重要的作用,然而由于前池的设计不足,在工程实践中,往往会出现前池流态恶化,影响水泵正常运行的情况发生。通过分析前池水流流态,阐述了各种改善前池流态的措施,并结合工程实例比较了泵站前池优化前后的水流流态,验证了优化方案的可行性。     

大型城市供水泵站前池流态改善措施研究

大型城市侧向进水泵站前池易产生回流、漩涡等不良流态,为改善前池流态,保证水泵进水具有良好条件,基于N-S方程和Realizable k-ε模型,对上海市青草沙水源地原水工程五号沟泵站多机组侧向进水前池水流流动特性进行了数值模拟研究。针对泵站布置特点,提出了改变配水孔结构、增设八字形导流墩等改善前池流态的工程措施,有效地改善了前池的流态,从而提高了水泵的进流条件。改善流态措施的研究成果可为泵站前池的水力优化设计提供依据。     

多泥沙河流侧向进水泵站开机组合对前池流态的影响研究

为探索多泥沙河流侧向进水泵站不同开机组合对泵站前池流态的影响,选取甘肃省景泰川电力提灌工程灌区一期总干三泵站侧向进水前池为典型研究对象,现场取样分析泵站引水含沙情况,利用超声波多普勒流速流向仪对前池流场进行现场实测,同时引入逆向工程技术构建现场淤积状态下进水前池(以下称原位前池)三维几何模型,采用FLUENT软件基于Realizable k-ε湍流模型及Mixture多相流模型对原位前池水流流态进行数值计算,对比分析数值模拟结果与现场测流结果,验证了数值模型的可靠性。在此基础上,分别对10种不同开机组合方案下未淤积状态下的进水前池(以下称原型前池)流态进行了数值模拟分析。研究结果表明:前池外侧边壁及末端存在回流区及泥沙淤积问题,基于逆向工程的原位前池流态数值模拟结果与现场测流结果相吻合;原型前池主流扩散效果不佳,泵站机组对称开启,同时避免两端机组停机尤其是末端机组停机,前池水流流态较好。本文提出的研究思路对泵站前池流态数值模拟研究具有一定的应用价值,研究成果可为类似泵站工程优化设计和优化运行提供参考依据。     

泵站前池水流数值模拟研究

泵站前池的水流流态直接影响泵站的效率,从而直接影响枢纽功能的实现。本文对泵站前池水流进行数值模拟研究,计算采用SIMPLEC算法求解三维水流紊流方程,结合大龙港枢纽防洪工程,较好地复演了泵站前池水流的流速场,并根据泵站前池进流的不均匀系数评判枢纽布置的合理性。     

信息市场

泵站前池技术信息三则多泥沙水源泵站前池防淤对策(摘自马春生、刘成,多泥沙水源泵站前池的调查分析,安徽建筑工业学院学报1994,(2)1)我国多泥沙水源泵站前地存在严重的泥沙淤积问题,泥沙淤积导致前池进水流态恶化,泵站装置效率下降,能源浪费严重.该文作者通过对甘肃省九十余座供水泵站实地调查,对现有泵站前他进行分类,并对泵站前池型式与泥沙淤积关系进行分析、探讨,提出多泥沙水源泵站前池防淤对策.认为从泵站前池防淤性能来看,分道圆形进水池最佳,分格式前池次     

泵站大扩散角前池楔形导流墩设置方案优化试验研究

泵站前池扩散角对水流流态存在直接影响,采取科学、有效的整流措施,改善前池水流流态具有重要的工程意义.以某泵站改建工程为例,利用模型试验的方式探讨楔形导流墩对前池流态的改善作用,并提出最佳设置方案.试验结果显示,优化后的设置方案可以获得良好的前池流态改善效果,建议在工程设计和建设中采用.     

泵站超大扩散角压力前池立柱阵列整流的优化设计

受场地布置尺寸的限制,山东省黄水东调二期工程加压泵站压力前池的扩散角度达到78.8°,大大超出正常前池扩散角的范围。根据该站不同运行工况时的压力前池三维流场数值模拟分析结果,该站压力前池内因扩散角过大而导致存在大范围的回流区,对水泵安全稳定运行构成严重威胁。为了使该站在前池扩散角很大的情况下能够为水泵进口提供较为理想的流态、保证水泵正常运行,采用基于Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型的CFD方法,利用该站压力前池内的数十根结构支撑立柱,在压力前池控制尺寸不变的条件下,采用立柱排列与前池侧壁边界型线调整相配合的技术方案,进行了前池整流优化研究。研究结果表明:前池整流优化方案消除了该站大扩散角压力前池原方案中的大范围回流区和喇叭管附近的紊乱流动,各工况下水流能够较为平顺地流向喇叭管;各工况下喇叭管出口的流速分布均匀度平均值均不低于98%,水流角度平均值均不小于87°,可为水泵运行提供符合要求的流态;结构复核计算结果表明压力前池优化方案2能够满足柱体结构强度和顶板变形的要求。该泵站前池已按本文研究结果实施,泵站建成后的实际运行情况表明,水泵机组运行安全稳定。     

减少泵站前池泥沙淤积的试验研究

本文通过山东省淄博市引黄供水工程新城水库泵站前池模型试验的总结，说明合理的泵站前池体型及减少泵站前池泥沙淤积的工程措施．     

北疆某一级泵站前池及进水池布置型式比选研究

针对北疆某一级泵站前池及进水池布置型式进行比选研究,通过结构型式、进水条件、冬季运行、防风沙条件以及施工条件与工程投资等方面作对比,最终分析结果为采用整体式箱涵方案较为合理。并通过模型试验,验证前池、进水池都具有良好的进流条件,满足泵站高效、安全运行要求。     

弯道河段下游泵站进水前池流态及整流措施

为改善弯道水流在泵站前池引起的偏流、回流、吸气旋涡等不良流态,基于FLUENT软件,将雷诺时均N-S方程与RNG k-ε双方程紊流模型应用于某实际工程侧向进水泵站前池的三维数值模拟中,对比分析整流前后泵站前池及进水流道流态的流速、流线变化,并建立流速分布均匀度目标函数,定量分析泵站进水流态的优劣。结果表明:在前池增设复合式导流墩并延长导流墙能够有效地调整弯道水流流向,减弱前池中的偏流和回流,提高水流的顺直度与均匀度,改善泵站进水条件,提高枢纽运行的工作效率。     

大型泵站前池复杂流场的数值模拟及优化设计

杭州三堡排涝工程的泵站前池兼有正向和侧向的进水水流,在一定的运行条件下,侧向的折冲水流影响正向主流流态,造成进水池中出现主流偏移、脱壁和旋涡,对泵站的运行效率有较大的影响。通过对该工程不同工况下的泵站运行进行数值模拟获得前池的流场,据此评价折冲水流对泵站机组运行的影响,提出设计调整方案,增加整流措施,并根据调整后的流场计算结果,反馈调整方案的可行性。     

南水北调来水调入密云水库调蓄工程典型泵站模型试验研究

通过物理模型,模拟南水北调来水调入密云水库调蓄工程典型泵站前池布置,进行水力试验研究,优化泵站前池设计,提高泵站运行管理水平,为保证泵站群输水稳定和运行安全,提供技术支撑。模型试验以西台上、埝头及溪翁庄等3座典型泵站作为研究对象,模拟了京密引水渠、泵站前池、泵站进水口等建筑物附近的水流变化。在各种不同的流量、水位及水泵机组运行组合的工况下,观测了泵站周围水流结构变化状况,分析了泵站前池、进水口等水流结构变化对泵站的影响,获得了多种安全运行条件下的数据参数。     

侧向进水泵站流态模拟及改善研究

为解决侧向进水泵站前池和进水池内部大范围漩涡问题,以某一具体泵站为工程基础,基于三维不可压缩流体的雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用ANSYS CFX软件对前池和进水池进行数值计算,采用定性方法分析了前池和进水池所选横断面流态,采用定量方法分析了进水池内部所选纵断面特征线上轴向速度均匀度。通过数值计算流线图发现:对于原始方案,水流以斜交形式进入进水池,侧向进水泵站2#至5#进水池右侧边壁处存在大范围回流区域;为改善原侧向泵站进水结构的不良流态,通过多方案整流措施的数值计算,相比于原方案,采用导流墙和立柱相结合的整流措施,前池及进水池内大范围回流区域消失,整流后进水池纵断面特征线上的轴向速度均匀度总平均提高18.15%,最大提高至27.82%。研究成果为改善侧向进水泵站流态提供了参考。     

惠南庄泵站前池流道模型试验研究

对南水北调中线一期工程北京段有压输水方案的惠南庄泵站前池流道的水力特性进行试验研究，提出了前池流态及进水口总扩散角、水泵进水池内、外流态及漩涡型态，前池水面线及水面波动等项成果，验证了前池系统水力设计的可行性及合理性。     

泵站进水前池流态研究概述

对实际工程中泵站进水前池流态紊乱所带来的问题进行了总结。介绍进水方式、前池设计、前池水位等因素对水流流态的影响以及前池流态的研究方法,并对模型试验所采用的试验标准进行了阐述。总结了目前泵站前池中最常用的几种整流措施,包括整流机理和设计要点。     

城市输水泵站前池流态及整流措施

鉴于城市输水泵站受用地限制,一般布局较为局促,前池内易产生回流、漩涡等不良流态的现状,为改善前池流态,结合某底部涵管进水形式的城市输水泵站,采用雷诺时均方程结合RNG k-ε湍流模型,对泵站前池流态进行了数值模拟,研究适用此类城市输水泵站的整流措施。数值模拟计算结果表明,泵站前池两侧存在大尺度回流,进水池进流流量分配不均,水泵进水条件较为恶劣;采用八字形导流墩和底坎的组合式整流措施,能有效地将密集居中的主流分散,消除前池两侧的大尺度脱壁回流,均化进水池进流,使泵进水状况变好,提高泵站运行的可靠性。     

闸站并列布置工程泵站前池流态改善

为研究闸站并列布置工程泵站运行时清污机桥位置对前池内水流流态的改善效果，以南水北调东线刘山泵 站工程为例，基于 Navier-Stokes 方程和 Standard?k-ε 湍流模型对前池原设计方案和改进设计方案的进水流场进行 了定常数值模拟，分析比较不同开机组合时前池流场分布和流道进口后断面的流速分布均匀度及速度加权平均 角度，并进行水工模型试验验证。结果表明：原设计方案前池在 4 号和 5 号机组进水流道进口前存在回旋区，4 号 机组流道进口前产生有害吸气旋涡；改进设计方案前池将清污机桥整体向泵房方向移动 25?m，并将节制闸与泵站 间导流墙长度减短使其头部与清污机桥墩齐平，不仅消除了 4 号机组流道进口处有害吸气涡，还将 4 号机组进水 流道进口流速分布均匀度平均提高 2.5%，泵站进水流态改善显著。通过调整泵站进口清污机桥桥墩位置解决了 前池流态存在的问题，不需再另增底坎、立柱和导流墩等措施，研究成果可为同类型工程研究提供参考。     

某泵站前池流态模型试验研究

某闸站结合式泵站结构形式复杂,前池易存在严重的不良流态.该文以某泵站为例,采用物理模型试验对其前池的流态进行预测,在设计水位抽排工况下,6台泵全开、自排孔关闭时进行模型试验,为某闸站结合式泵站前池流态分析提供参考.试验结果表明:原设计方案下,前池内出现逆时针方向的回旋流动且回旋流动的范围主要位于导流墙的周围,从而容易在水泵中产生汽蚀.针对原设计方案存在的不足,对其进行改进,得到了一种较优的设计方案,即延长导流墙并开三孔且在前池增加消力墩的方式,该方案能够有效地改善泵站进水条件.     

不同开机组合下泵站前池与进水池中的水流流动特性

泵站前池和进水池能够为泵站提水提供良好的保障。运用立式离心式水泵泵站模型,在参数确定后,构建泵站前池与进水池计算模型。基于此计算模型,制定8种不同的开机组合方案,进行前池与进水池的流态、吸入管进口的流动、瞬间流动特征的分析,进而研究不同开机组合下泵站前池与进水池中的水流流动特性,揭示不同开机组合对泵站前池与进水池内部水流流动的影响,为泵站的安全稳定运行提供有利支持。