博斯腾湖东泵站水泵装置进出水流道优化水力设计

博斯腾湖东泵站扬程较低，进、出水流道形状复杂，压力场分布不均匀，水力损失在水泵装置中所占比重较大，故对泵站进出水流道进行优化数模计算以提高泵站水泵装置效率是非常必要的。     

双向进出水流道模型试验研究

结合双向进、出水流道泵装置模型试验，重点对双向出水流道的过流特点以及流态进行了观测和分析。通过试验，比较了不同方案的优劣，同时提出了改善出水流道内流态的措施。该研究对同类泵站的水泵选型和流道设计有参考价值。     

污水泵站水泵吸水型式的选择

大中型污水泵站水泵吸水型式的合理选择和设计,直接影响流道内水头损失和流态,影响泵装置效率和泵站的造价。本文结合对上海污水治理二期工程某站吸水型式选型进行的模型试验内容,对吸水管、肘形进水流道及钟形进水流道三种吸水型式进行分析、比较,认为钟形水流道是大中型城市污水立式泵站理想的吸水型式。     

博斯腾湖东泵站泵装置模型试验研究

博斯腾湖东泵站进、出水流道的型线较为复杂，为保证泵站水泵装置安全稳定和高效运行，对水泵装置作了模型试验研究。     

城市排水泵站前池流态的数值模拟研究

城市排水泵站由于受到面积和地形的限制,前池易形成回流、旋涡等不良水流流态。为了优化其水力设计,本文基于雷诺平均N—S方程和RNGκ-ε模型,对压力和速度耦合采用SIMPLEC算法,对城市排水泵站前池在各不同设计工况下的流态进行了全流场模拟。计算结果揭示了城市排水泵站进水池内部存在复杂水流流态,研究结果可以用来为城市排水泵站前池的优化设计提供依据,具有一定的工程设计参考价值。     

泵站前池水力性能的数值模拟

利用FLUENT软件建立了标准k-ε模型,应用SIMPLEC算法,对2个吸水管同时工作的泵站前池进行了水力性能模拟研究。研究发现泵站前池的水力性能受泵站前池的长度、进水流道与泵站前池的高度比值和吸水管喇叭口悬空高度的影响。通过对数值模拟结果的分析,给出了泵站前池的长度、进水流道与泵站前池的高度比和吸水管喇叭口悬空高度较优的取值范围。同时,建议设计泵站前池尺寸时综合考虑土建成本和水力性能进行取值。     

大型双向流道泵装置优化与试验研究

引江济淮工程枞阳泵站采用双向流道立式轴流泵装置型式。根据枞阳泵站的控制性尺寸,对双向进出水流道进行了参数化数学建模。基于Isight多学科优化平台,搭建了双向进出水流道的水力优化设计平台。采用多岛遗传算法对优化目标进行寻优,得到了高效双向进出水流道型线优化结果,并与TJ04-ZL-20水力模型匹配得到高效泵装置。通过泵装置模型试验可知,枞阳泵站模型泵装置在装置扬程为5.67 m时,泵装置最高效率达到78.59%,已达到了单向立式泵装置的较高水平,为双向流道立式泵装置的进一步推广和应用提供了参考。     

基于RNG紊流模型的立式轴流泵站三维流动数值模拟及性能预测

立式轴流泵站具有流量大、扬程低等特点,在农田排灌、调水工程等得到了广泛应用,目前在建的南水北调东线工程的泵站大多采用该形式.为深入研究立式轴流泵站内部流动和水力性能,采用考虑粗糙度的壁面函数的RNG紊流模型和SIMPLEC算法,基于多旋转坐标系模型,计算了采用钟型进水流道和蜗壳出水流道的低扬程立式泵站定常流动.通过计算获得了泵站整体流场结果,分析了在有转轮条件下进水流道喇叭管内断面轴向流速分布规律对泵站叶轮安装高程的影响,给出了参考的叶轮名义高度取值.通过计算预测了泵站水力性能,并与模型试验结果进行了比较,研究表明设计工况下数值预测与试验数据值吻合较好.三维数值分析和试验结果表明该泵站形式在南水北调东线工程中有一定的应用前景.     

南昌市新洲老泵站改建工程潜水泵装置模型试验研究

经多种泵型方案比较,新洲老泵站改建工程确定采用2台大型立式潜水轴流泵装置,配套电机功率800 kW,泵与潜水电机直联。进水流道采用簸箕型流道,出水流道为井筒式。为了预测大型潜水泵装置的水力性能,在中水北方勘测设计公司的水力模型通用试验台上进行了该装置的模型试验,主要包括:能量特性试验、空化(汽蚀)特性试验及空化气泡发生发展情况观察试验、飞逸性能、进水流道压差测流等项目。获得结果:在试验转速1450 r/min下,泵装置效率为64%的高效区覆盖了叶片角度范围-4°~+2。、泵装置扬程范围3~4.5 m的区域,最高效率65.01%;在装置运行工况范围内,临界空化余量均小于6.5 m。     

南水北调东线工程睢宁二站进出水流道优化设计

睢宁二站是南水北调东线工程江苏省境内第五个梯级提水泵站,属于大型Ⅰ等、中高扬程、扬程和特征参数变幅较大的泵站,运行工况复杂,技术难度较高。本文结合工程特点,通过进水流道流动模拟及优化水力计算,最终选定泵站的进出水流道模型。     

大型水泵出水流道优化水力设计

研究大型水泵出水流道扩散角、断面形状和中心线走向对水力损失的影响,提出当量扩散角概念,以包括沿程摩阻水力损失、扩散水力损失和出口水力损失在内的总水力损失最小为目标,对出水流道扩散角和断面形状进行优化,提出流道中心线走向优化的原则。研究结果表明,在进、出口断面位置一定的情况下,出水流道存在最优扩散角,使总水力损失最小。试验证明,由于水泵出水弯管的作用,出水流道实际开始脱流的扩散角小于理论计算的最优扩散角;采用优化渐变扩散角,可使水力损失进一步减小;矩形流道断面以正方形为最优,且存在最优角圆,使单位长流道沿程水力损失最小。成果对减小出水流道水力损失,实现泵装置优化设计,提高泵装置效率有重大意义。     

矩形开敞式进水流道的优化设计及数值模拟

对某项目的矩形开敞式进水流道在两个不同运行工况下进行模拟分析,发现即使已采用了进水伞,矩形进水流道自由液面上仍存在大量的旋涡,并且旋涡向水下延伸,对水泵进口流动产生了不利影响。在流动分析结果的基础上对该矩形进水流道进行了两种方案的优化设计,模拟结果显示,两种优化方案矩形进水流道自由液面上的旋涡均减小,各工况下进水流道的水力性能均有不同程度的改善。对比两种优化方案分析结果,优选流道后壁形状为类似“ω”的优化方案作为最终优化方案,以为叶轮提供更好的入流条件。本次优化设计也可为类似的矩形开敞式进水流道设计及优化提供参考及依据。     

开敞式轴流泵出水装置优化设计

本文对国内某开敞式泵站箱涵式出水流道进行了优化设计,通过调整箱涵式出水流道的流道高度、宽度、长度、后壁距、后壁型线及箱涵式出水流道的泵导叶后扩散喇叭管长度、出水喇叭口至顶板距离、后壁距、后壁型线等参数进行了多个方案的对比,运用CFD数值分析确定最优方案,保证装置效率高、运行稳定。     

刘老涧泵站进水内部流动数值分析研究

通过对刘老涧泵站运用数值分析方法开展进水条件优化设计数值模拟研究,运用计算机技术和计算流体动力学(CFD)方法,建立包括引渠、前池、进水流道等在内的三维数值计算模型,开展全流道进水设计数值模拟,进行引渠输水特性现状分析,比较前池不同断面上的流场,分析进水流道进口和出口断面的流速分布,计算水泵进水条件,分析进水对水泵水力性能的影响,为该泵站的技术改造提供依据。     

肘形进水流道优化设计与数值计算

为了提高泵站进水流道的设计水平,对应用最为广泛的肘形进水流道的型线进行了数学建模,并采用高级程序设计语言Visual Basic对工程图形处理软件AutoCAD进行二次开发,形成基于流道设计参数的优化设计软件,能够快速进行流道型线的绘制,并能使流道的型线自动符合流速渐变的原则.同时结合三维紊流数值模拟技术和流道的模型试验对流道的水力性能进行检验.通过工程实例说明,该流道设计方法快速、可靠,所设计的肘形进水流道具有出口流态较好、水力损失较小的优点.     

大型水泵轴向后导叶叶片出口角对出水流道性能的影响

对低扬程大型泵站单管出水流道 ,水泵出口存在最优旋流 ,使水力损失最小 ,可以通过后导叶叶片出口角设计满足出流最优旋流要求。为此 ,提出了已建泵站和新建泵站泵后导叶—出水流道整体水力设计两种物理模型 ,目的是使流道水力损失最小。提出了平分分析法试验求解物理模型的方法和后导叶设计方法     

进水流道对轴流泵装置水力性能的影响

分析比较了包括轴流泵水力特性、装置水力特性及进出水流道水力特性在内的三组模型试验资料,指出:进水流态显著地影响泵装置的特性;泵装置的水力特性并不是泵水力特性与流道水力特性的简单迭加;进水流道最优水力设计是获得优异的泵装置特性的重要条件之一.     

泵站出水流道标准化设计与模型水力损失试验

设计和制作了大型低扬程泵站常见的虹吸式、直管式和钟形三种标准化模型出水流道。构建了模型试验装置和测试系统，对三种模型出水流道的水力损失特性进行了测试比较，观测了各流道内流态。试验结果表明，虹吸式出水流道局部阻力系数（ξ=0．7～0．8）较直管式（ξ=0．55～0．6）和钟形（ξ=0．6左右）大，而直管式和钟形局部阻力系数较接近。流态观测结果表明，虹吸式与直管式流道内水流平顺，而钟形出水流道出水流呈现螺旋运动，湍动明显。     

泵站进出水流道优化设计目标函数研究

进出水流道对泵站整体水力性能影响较大，本文在总结前人研究成果的基础上，提出了改进的基于质量加权的流速均匀度优化设计目标函数，首次给出了出水流道效率、出水动能回收系数优化设计目标函数表达式，对泵站设计具有指导意义和参考价值。     

立式轴流泵装置流道内部流动特性及消涡试验

采用数值计算和高速摄影技术研究分析了立式轴流泵装置的箱涵式进水流道水力特性,数值预测的附底涡与高速摄影捕捉到的附底涡均发生于喇叭管正下方,各工况时附底涡的运动轨迹较为一致,表明了数值计算的有效性。相比无消涡锥的进水流道,有消涡锥时进水流道出口断面的轴向速度分布均匀度平均提高了0.423%,速度加权平均角平均提高0.397°。设计的复合型消涡短锥可消除各工况运行时箱型进水流道附底区的涡带,提高泵装置运行的安全可靠性。对于箱涵式进水流道,为保证泵装置的安全稳定运行,需在流道附底区设置消涡装置。