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。     

大型泵站正向进水池形式和叶轮安装高度模拟分析

针对如何改善泵站水泵进水条件来提高泵站装置效率等问题,提出了大型泵站正向进水池流态的数值模拟方法。以安装有卧式离心泵的大型泵站正向进水池为研究对象,通过选用数学模型和湍流模型并采用Fluent软件进行模拟和计算水泵竖向进水管不同的进水池形式及水泵叶轮安装高度对流态的影响及其相关性,进而选取最优水力参数。结果表明,对于安装有卧式离心泵的大型提水泵站,选取进水池形式为对称蜗形与水泵叶轮安装高度为(1.4~1.6)D可以改善水泵进口流速分布,防止前池内的泥沙淤积,确保水泵稳定运行,提高水泵效率。     

泵站锥形侧向进水前池水流流动特性分析

结合泵站锥形侧向前池工程设计,应用大型商业软件建立其三维数学模型,基于CFD数值模拟技术,分析了泵站锥形侧向前池水流流动特性。结果表明,水流经过锥形侧向前池折向弯曲进入进水池,前池流态较为平顺,但进水池水流主流偏向一侧,形成较大回流区,低流速分布范围较广;水流进入1#至4#进水池时弯曲程度越大,进水池断面流速分布均匀度越来越小,甚至出现负值,会降低水泵机组工作效率;当泵站设计采用锥形侧向前池时,进水池水流流态需要通过工程措施整流,或创新设计新型进水池。     

多机组泵站复合前池水流流动数值模拟研究

对某多机组泵站复合前池水流流动进行了CFD数值模拟计算,结果表明:复合前池各自泵房机组水流流动区域都出现了大范围回流区和低速区,水流流态紊乱,严重影响进水池进水均匀性;各泵房进水池有多台机组处于流速分布低速区和前方进水回旋等不良进水条件,甚至出现大尺度回旋;该多机组泵站复合前池平面布置图不合理,须进行CFD数值模拟或水工模型试验水力优化,获得最优水力性能。     

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。     

深层隧道进流式泵站前池流态及整流措施研究

为改善深层隧道进流式泵站前池内的旋流、偏流等不良流态,基于RNG k-ε 湍流模型对前池流态进行数值模拟,研究适用于此类城市排涝泵站的整流措施。数值计算结果表明:泵站前池、进水池内存在局部立面旋滚、螺旋流、斜向流、流速分布上高下低等不良水力现象,致使泵站进水流道水力条件不佳;采用双层环形板和两组导流墩的组合式整流措施可抑制前池、进水池中的立面旋滚、螺旋流和斜向流流态,从而有效改善流道的进水条件,提高进水流道进口处流速分布均匀度,使泵进水状况变好,提高泵站运行的可靠性。     

南水北调中线惠南庄泵站进水前池布置方案的分析研究

对于惠南庄泵站这样一座重要的大型城市供水泵站,为了满足其流量大、扬程高、单机容量大、泵站特征参数变幅大等特殊要求,在进水前池的设计中采用前池数值水力仿真分析、水工模型实验及三维紊流数值模拟等试验研究手段弥补现行规范中的一些空白,合理有效地控制前池内部流态对水泵吸水性能影响,分析验证前池的面积和体形布置的合理性;提出泵站运行时各种工况下的前池水位控制方式;优化前池特征运行水位,提高最低运行水位,从而提高水泵机组的安装高程,减少前池、主副厂房等主体建筑物的工程量和工程投资.     

不同进水流速对泵站进水池漩涡的影响

为探究泵站进水流速大小与泵站进水池水流流态、漩涡的产生与发展变化规律,结合泵站实际运行情况,建立引渠、前池、进水池和进水管的泵站物理模型和湍流数学模型,采用VOF模型和非定常的SST k-ω湍流模型对9种不同流速的泵站进水水流特性进行数值模拟,分析不同进水流速的泵站进水池水流流场分布、漩涡涡量的变化及分布规律.研究结果...     

城市排水泵站水力特性及整流措施

为了解弧形进水箱涵城市排水泵站水力特性,探寻改善泵站内部不良流态的整流措施,采用数值模拟方法对城市排水泵站水力流态及整流措施进行研究,并通过物理模型对整流效果进行验证。研究结果表明：弧形进水箱涵城市排水泵站的前池存在主流偏斜与分离流动现象,前池主流集中在中上层,中下层出现大范围的立面环流,底层存在回流,进水池内流态紊乱并出现旋涡,导致水泵进水不够顺畅;设计优化的“方形立柱+组合横梁”的组合式整流措施能够改善前池和进水池的水力流态,前池内的偏流和分离流动消除,底层回流消失,进水池旋涡得到有效抑制,3台水泵进水流道入口流速分布均匀度分别提升了12.0%、8.7%、8.3%,入流速度加权平均角分别提升了7.08°、9.07°、11.40°。     

输配水系统封闭式进水池水力响应三维仿真 −以滇中引水二期工程龙泉泵站为例

以滇中引水二期工程龙泉分水口泵站进水池为例,采用 Flow-3D 软件建立封闭式进水池三维仿真模型,选 取泵站正常运行及水泵瞬时启闭等典型工况,分析其过渡过程中进水池的水力响应特性。结果表明：泵站按设计 流量正常运行时,进水池水位与总干渠水位相比略有降低;水泵的瞬时启闭会导致进水池水位在短时间内出现骤 降或骤升,初步设计预留的 1.5?m 超高可以满足安全运行的水位要求;封闭式进水池具有抑制水力过渡过程中水 位波动的优势,在最不利工况下,池内水位骤降及骤升不会导致水泵吸上真空高度过大或前池顶穿等情况,进水 池初步设计方案可行。研究结果可为龙泉分水口泵站进水池的设计运行提供重要依据,亦可为其他类似工程设 计及运行调度提供参考。