簸箕形进水流道的优化水力设计

介绍了在荷兰有广泛应用、在我国刚开始得到应用的泵站箕箕形进水流道，采用紊流模型数值计算的方法，对这种形式的流道进行了优化水力计算，刘老漳泵站水泵装置模型对比试验的结果表明，经过优化的簸箕形流道的水力性能，得到了显著的改善。     

胥浦活水泵站肘形进水流道流态分析及优化

胥浦活水泵站为一座长江边低扬程引水泵站,设计流量5.0 m3/s,最大扬程3.3 m。为适应其低扬程、小流量的特点,选用了全贯流潜水泵,在原胥浦节制闸底板上改建安装。为了保证在长江低水位时,水泵进水口完全淹没,进水流道型线平顺,流道内无涡带或其他不良流态,机组启动正常和运行稳定,利用三维数值建模、边界条件设置与三维湍流流动模拟,运用计算流体动力学CFD方法,进行进水流道内部流动数值模拟,多方案分析和比较进水流道内部流态、水泵进水条件和流道的水力损失。计算结果表明,进口尺寸1.1 m×3.4 m(高×宽),出口直径1.2 m的型线B方案进水条件好,流道水头损失小,满足水泵高效运行的要求。优化设计方案为泵站安全运行提供最优的设计进水流道型线和设计参数。     

茭陵一站改造进水流道可行性的CFD研究

茭陵一站改造方案保持原进水流道不变,为了保证在新的泵站流量下机组水力稳定性,对进水流道内部流动进行了数值计算。基于定常不可压流体的控制方程和重整化群湍流模型,应用SIMPLEC算法,采用雷诺时均法（RANs）将紊流各种特征变量分解成时均值和脉动值建立时均雷诺方程,再引入紊流粘性系数,建立紊流模型,获得了不同工况下的进水流道内流速场和压力场。研究表明,在各工况下进水流道内流动均为收缩型流动,流道内未见漩涡和回流区;进水流道弯道处未见回流和有害漩涡产生,现有进水流道能够满足泵站安全运行要求。     

立式泵肘形进水流道喉部高度对性能的影响

为保证水流进入弯道时的流态良好,肘形进水流道进口段末端断面的高度通常较小,被称为"喉部"。基于CFD数值模拟进行方案设计和建模计算,对流道喉部断面的高度定量分析,对各方案的内部流态和泵系统性能进行研究。结果表明,喉部高度大的方案进入弯道的流速慢,水力损失小,但流速变化快,分布不均匀;高度小的方案进入弯道流速快,水力损失大,但流速变化慢,流道出口流速均匀性好;文中喉部高度的最优方案为0.8倍叶轮直径,此方案的泵系统效率在340L/s达到79.08%。     

两种簸箕形进水流道泵装置数模分析与比较

利用三维湍流数值模拟方法分析比较了两种流道在带泵与不带泵情况下进水流道的出口流场情况以及流道水力损失情况。研究结果表明,两流道在各工况下,内部流态良好,无漩涡或脱流。水流在到达两流道出口断面时速度均匀度已经比较理想分别达到94.40%和94.58%,速度加权平均角分别达到89.9°和89.9°。泵装置的计算结果表明叶轮旋转对水流流速均匀度的影响较为明显,而对水流速度加权平均角的影响微小。水泵叶轮旋转对进水流道的水力性能会有一定的影响,泵装置水力特性并不是泵水力特性和流道水力特性的迭加。在大流量工况区流道形式1的水力性能稳定性要稍优于流道形式2。更多还原     

H/D值对肘形进水流道水力特性影响的数值模拟

水泵叶轮中心线到进水流道底板的距离H与水泵叶轮直径D之比值(H/D),是进水流道的一个重要的设计参数,直接影响到泵站工程土建投资和水泵装置性能。本文采用有限体积法和非结构化网格,数值模拟了大型泵站肘形进水流道内部流场,并以水泵进口水流条件为目标函数,分析了不同H/D值对其水力特性的影响。计算结果表明,H/D值对肘形进水流道出口水流轴向流速分布均匀度影响较小,但随着H/D值的减小,流道的水力损失迅速增加,出口水流偏流角迅速增大,对水泵的进水条件产生不利影响,是制约H/D值进一步减小的重要因素。     

基于正交试验的泵站簸箕型进水流道型线优化

基于正交试验分析方法,采用L9(34)正交试验表,对簸箕形进水流道的4个重要几何参数进行了设计;基于商业CFD模拟软件,对9种设计方案进行了数值模拟,并采用实体模型试验成果对计算结果进行了论证,同时分析了数值模拟计算成果中各个因素对流道水力性能的影响程度.研究结果表明:喇叭管入流面积对于泵装置效率和扬程的影响最大;过小...     

泵站出水流道基本流态分析

为了改进泵站出水流道的水力设计方法，采用三维紊流数值模拟的方法，模拟了虹吸式、直管式和斜式三种型式出水流道内的流动形态；发现出水流道平面方向上的扩散情况较好，而立面方向在出口断面附近则不同程度地存在着旋涡，该旋涡对流道出口断面的流速分布有很明显的影响；提出在流道设计时应最大限度地利用流道宽度方向的扩散，以免出口断面的有效面积过多地被旋涡挤占。     

进水流道对泵装置性能影响的数值模拟分析

为了研究进水流道内部流态对泵装置性能的影响,采用CFX三维软件对高度及喉部高度大、高度及喉部高度小的两种肘形进水流道装置的三维流场进行数值模拟,分析比较了这两种肘形进水流道与泵装置的水力特性。方案1肘形进水流道的高度大,挖深大,土建投资大,且喉部高度大,弯肘段脱流严重;方案2肘形进水流道高度小,土建投资小,同时喉部高度小,有效抑制了弯管脱流问题。结果表明:在最优工况下(Q=320 L/s),肘形进水流道方案2比方案1的流道出口断面速度均匀度高1. 6%;速度加权平均角度高7. 34°;进水流道水力损失降低0. 128 m;装置效率提高4. 22%;装置高效区流量范围拓宽40%。因此,为了保证泵装置高效、安全地运行,应充分重视在实际工程中进水流道对泵装置性能的影响以及肘形进水流道喉部高度对进水流道流态的影响。     

泵站进水流道混凝土施工期温控防裂研究

大型泵站流道部分结构复杂且厚薄不均,其施工期混凝土开裂问题尤为突出.结合南水北调洪泽泵站工程,借助于有限单元法,对高温季节浇筑的泵站肘形进水流道混凝土施工期的温度场及应力场进行了动态仿真,在分析进水流道的易裂部位和开裂机理的基础上,提出有效防裂措施,包括控制浇筑温度在28℃以内,同时采用塑料管冷却及拆模后的表面保温措施.现场实际施工结果表明:仿真结果合理、防裂方法有效可行.     

不同水位泵房进水流道堵塞对流速分布的影响

依据某核电站泵房进水流道工程,针对不同水位条件下泵房进水流道堵塞对其流速分布的影响进行了物理模型试验,研究了泵房进水流道堵塞之后,在不同水位条件下的流速分布状况及影响规律。模型试验结果表明:泵房进水流道堵塞之后,在100 a一遇低潮位时不能满足循环水泵运行的要求,随着水位的上升,能够满足循环水泵运行的要求;随着进水流道水位的上升,流速分布不均匀度、流速加权平均角度降低幅度逐渐减小,流速分布状况得到改善。     

中隔墩对大型泵站进水流道水力性能的影响

运用数值计算和模型试验相结合的方法,研究了在进水流道进口水流方向偏斜时,中隔墩对进水流道水力损失及流道出口断面的水流均匀度、水流入泵平均角度的影响,并对影响机理进行了初步分析。研究结果表明:在进水流道中设置中隔墩对进水流道的流态影响较小,设计流量时的流道水力损失增加约0.005m;当前池存在横向流速时,中隔墩对改善进水流道内的流态是有利的;进水流道水力损失的增加主要是由于隔墩的存在减小了过流面积,使得水流流速增加所引起的。数值计算和模型试验的结果基本一致。     

三峡水库调度方式对洞庭湖入流的影响研究

荆江三口分流是洞庭湖入湖流量的重要组成部分,其变化规律影响江湖关系。三峡水库蓄水后荆江三口分流的变化与长江来流的减少以及干流径流过程的改变关系密切。利用实测资料,分析了荆江干流流量与三口分流的关系,对比了蓄水前后荆江干流中高流量的持续时间,计算了三峡水库不同运行期径流过程改变对三口分流量的影响,得到以下结论:三口分流量决定于干流中高流量的出现天数;三峡水库蓄水后长江来流减少,且三峡水库的调蓄作用减少了荆江干流中高流量的持续时间,故而三口分流量减少;三峡水库139 m运行期,水库径流调整较小,对三口分流影响不大;三峡水库156 m运行期典型年的年内过程中,水库蓄水对三口分流影响最大,其他时段影响较小,三口年分水总量减少7.7亿m³;三峡水库175 m运行期,汛期中小洪水拦蓄及蓄水期蓄水显著影响荆江中高流量持续时间,造成三口年分水总量减少83.1亿m³。     

竖井进流水平旋流式内消能工的空化特性

竖井进流水平旋流式内消能工是一种泄流能力强、消能率高、可节省总工程投资的新型消能工。运用这种新型消能工将施工导流洞改建为永久泄洪洞是解决高坝水力设计中泄水建筑物的安全和消能问题的新途径。本文对该种消能工的空化特性进行了试验研究，给出了旋流器收缩比为０．３５时的空化基本特性，并提出在起旋器升坎后直接补气是减免起旋器升截后空化的一项有效措施。     

泵站异型进水流道施工重点难点控制

泵站进水流道为大体积、变截面异型混凝土结构时,施工中易出现裂缝、蜂窝麻面及平整度问题。本文介绍了北京市南水北调配套工程大宁调蓄水库工程第六标段泵站流道混凝土施工中的重点及难点,着重分析了施工过程中如何对重点、难点进行有效控制,从而保证泵站进水流道混凝土的施工质量。     

浅谈泵站进水流道大体积混凝土裂缝的预防和控制

泵站进水流道多为大体积、变截面异型混凝土结构,施工中最常见的质量缺陷就是混凝土裂缝问题.结合南水北调东线第一期工程解台泵站进水流道的施工,着重阐述流道大体积混凝土裂缝预防和控制的措施,旨在为南水北调东线江苏境内工程和南水北调类似工程提供经验和借鉴.     

新建睢宁二站泵站进水流道施工中方案优选

睢宁二站是南水北调江苏东线工程最后实施的一个泵站。为实现安全、质量、工期及成本的有效控制,对该工程建设中的重点和难点部位——进水流道,进行了多方面的方案优选。对流道施工是一次成型还是预留后浇带进行分次浇筑,进行方案比较后,预防控制了流道典型异形部位容易产生裂缝问题;优化设计了进水流道层的作业流程及施工分层;重点对肘形流道模板是采用砖模还是木模,进行方案优化设计,解决了异形结构的模板问题。另外还在混凝土生产系统浇筑能力、泵管及布料点设置、流道混凝土温控及施工过程中的应急措施等方面,对混凝土浇筑方案进行了重点控制。通过分析实施效果各项指标统计,该工程达到甚至优于规范要求,取得了预期成效。     

分流对弯道水流水力特性的影响

采用平底有机玻璃水槽进行概化模型试验,分析了弯道及取水口附近三维水力特性,对弯道自由水面形态、纵向流速分布、横向环流强度的变化规律进行了研究,同时重点分析了设置取水口后,分流对弯道水流流态的影响,结果表明：分流使弯道水流水面形态发生改变,最终导致弯道断面出现横向环流,弯道取水口口门下游段凸岸侧存在明显的回流区;在取水口上游河段,主流线在弯道中轴线附近摆动,并逐渐向取水口中轴线靠拢,纵向流速总体变化为表层最大、底层最小。     

起旋器出口面积收缩率对水平旋流泄洪洞水力特性的影响

通过模型试验,研究了起旋器出口面积收缩率对水 平旋流泄洪洞水力特性的影响。研究发现面积收缩率对流态、泄流量、壁面压强和空腔内的 气体压强均有较大的影响。面积收缩率较大时,流态变化复杂,泄流量和环流空腔内的负压 的变化减小,但空腔环流的空腔直径和泄洪洞的消能率增大。      

宝应泵站流道优化计算与模型试验研究

为确保宝应泵站的进、出水流道实现水力性能的最优化，采用三维紊流数值模拟计算和透明流道模型试验的方法，根据日立公司的水泵尺寸对宝应泵站肘形进水流道和虹吸式出水流道进行了水力设计和优化，并与日立公司提出的进水流道和虹吸式出水流道进行了性能比较，取得了较为理想的结果。