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。     

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。     

大寨河闸站立式双向流道轴流泵装置CFD分析

针对大闸河闸站双向流道泵装置进行CFD数值模拟计算。在设计流量工况下,对包括进水流道及延长段、叶轮、导叶,出水流道及延长段在内的泵装置全流道进行计算分析。计算结果表明,大寨河闸站双向流道泵装置整体性能较优,进水流道水力性能较好,入泵水流流态较好,出水流道内流态受到速度环量影响较大,需多加关注。     

大型双向流道泵装置优化与试验研究

双向进出水流道泵装置可以同时满足引、排水功能,被广泛应用于沿江滨湖地区。但是由于双向进水流道形状功能的特殊性,进水喇叭管型线和悬空高度的匹配直接影响到流道出口水流的流态,严重影响泵装置的效率和运行稳定性。本文共设计了6种喇叭管高度,并通过不同喇叭管高度对水力损失、出口流速均匀度以及出口水流平均偏流角的影响,选择了最优喇叭管高度。对优化后的泵装置模型进行全流场计算,验证优化后的进水流道与水泵匹配性。对优化后的泵装置模型进行外特性试验。试验结果表明,计算结果与试验值吻合较好,优化后的泵装置在不同工况下均可以稳定运行,最高装置效率可达76%,达到或接近单向立式泵装置的效率水平。     

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。     

簸箕形进水流道宽度对流道水流流态的影响

为了分析簸箕形进水流道的进口收缩段宽度变化对流道内水流流态的影响,设计了进口收缩段为渐扩形、直线形和渐缩形三种宽度变化的簸箕形进水流道方案。基于三维不可压缩流体的雷诺平均N-S方程,选择VOF模型和RNG k-ε模型,采用SIMPLEC算法,模拟了设计工况下三种簸箕形进水流道方案的三维流场。结果表明:三种流道形式设计都是合理的,其中渐扩形簸箕形进水流道水流流态稍优于直线形簸箕形进水流道,而直线形稍优于渐缩形簸箕形进水流道水流流态。在相同运行工况下,三种簸箕形进水流道进口收缩段流道宽度变化影响了流道内的水流速度、流线和涡量的分布,且均能保证进水流道内良好的水流特性,经过喇叭管的整流,达到了较为理想的水力优化目标值。     

低扬程立式泵进水流道基本流态及水力性能的比较

采用数值计算和模型试验的方法分别研究了低扬程立式泵装置常用的肘形、钟形和簸箕形等三种形式进水流道的基本流态,给出了表达这三种形式进水流道水力性能的主要指标。结果表明:三种形式进水流道都可为水泵叶轮室进口提供良好的进水流态,但流道水力损失差别较大;肘形进水流道流态简单、水力损失小,钟形和簸箕形进水流道的流态较复杂、水力损失较大;对于年运行时数较多的大型泵站,宜优先选用水力性能最好的肘形进水流道。     

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。     

江都三站进水流道优化数值计算及模型试验研究

针对江都三站进水流道存在的问题，采用三维紊流数值模拟计算的方法对其进行了优化水力计算，并采用透明流道模型试验的方法对数值模拟的结果进行了验证。计算和试验结果表明：优化方案与现状进水流道相比，不仅消除了流道内的涡带，而且进水流态均匀、水力损失小，已达到正常进水流道的水平，可应用于江都三站改造。     

大型泵站双向进水流道三维湍流数值分析

运用CFD商用软件对大型泵站双向进出水流道立式轴流泵装置进行了三维湍流流动和水力性能模拟,分析泵装置内部的流场和水力性能。结果表明：双向泵站进水流道逆水侧存在回流区,靠近喇叭管的近壁处有涡带产生,极易被叶轮室吸入,加剧水泵机组震动;出水流道进水流速不均匀,流态紊乱,且有旋涡产生,水力损失显著增大,进而降低了整个泵装置性能。     

离心泵内气液两相流动的图像测量

本文利用高速摄像和图像处理技术，对离心泵半开式叶轮内的气液两相流动进行了图像测量。结果表明，单气泡运动轨迹都有向叶片非工作面靠拢的趋势，但随运行工况的改变，其运动轨迹略有变化。另沿叶轮轴向选择3个测量断面，分别获得了不同掺气量、不同运行工况下多气泡滞留图谱。由图谱可知，当被输送介质掺气量达到一定浓度时，气泡总是先在叶轮后盖板和叶片出口非工作面附近滞留，随掺气浓度增大，逐步发展到叶轮前盖板和叶片工作面附近，且运行工况对气泡滞留图谱也有一定影响，大流量运行工况对滞留气泡有一定的冲刷作用，小流量运行工况下气泡滞留严重。     

颗粒级配与压实度对路基土-水特征曲线的影响

为探究东北寒区公路路基黏土的基质吸力与其含水率、压实度、颗粒级配之间的关系,通过控制黏土中细粒含量,制备3种不同颗粒级配的黏土试样,采取人工压实的方法制备3种不同压实度的土样,采用离心机法测定不同颗粒级配、不同压实度条件下的重塑黏土的基质吸力。结果表明,在同一种压实度情况下,体积含水率相同时,细粒含量越多,黏土的基质吸力越大,达到饱和的含水率越小;基质吸力相同时,细粒含量多的试样土体积含水率越大,其最终的残余含水率越大;在同一种颗粒级配情况下,体积含水率相同时,压实度大的试样土基质吸力较大,并有很好的持水能力。     

Performance of individual fibers in a submerged hollow fiber bundle.

Hollow fiber membranes are popular as they have a high specific membrane area. To take advantage of this, it is necessary to pack the fibers into closely packed bundles. The fibers in different positions in the bundle behave differently as they are exposed to different hydrodynamic conditions. In this paper, a 'model' bundle of 9 fibers was tested in a setup which provides flow measurement from individual fibers and the same suction pressure in each fiber. The parameters studied were packing density, cross flow velocity, feed concentration and bubbling. It was found that a low cross flow velocities, high pressures and high feed concentrations, the surrounded (center) fiber performed very poorly compared to the fibers at the corner and the sides. Under these conditions, the overall performance of the bundle was much worse that of a single fiber.     

BASIC FLOW PATTERNS AND OPTIMUM HYDRAULIC DESIGN OF A SUCTION BOX OF PUMPING STATION

1.　 INTRODUCTIONA suction box ofpumping station plays an importantrole in the safety and high efficien-cy of the pump system.Six or more types of suction box are usually employed in pumpingstations to meet differentrequirements of pump unitof a special type.The types of suctionbox used popularly are:elbow tube,inclined suction box,bell-like suction box,Holland-type suction box,two-way suction box and pump sump.Due to lack of a theoretical method of the hydraulic design for the suction bo…     

湿陷性黄土与膨胀土的分级增湿变形特性试验研究

对陕西张桥的湿陷性黄土和安康的膨胀土分别进行了分级增湿变形试验。根据试验结果分析了这两种土的应力应变关系曲线、增湿变形过程中基质吸力变化特点及增湿变形类型。分析表明，其两者的增湿变形应力应变曲线形态完全不同，湿陷性黄土的应力应变曲线明显分为压缩、湿陷变形和固结压密3段，并且在湿陷变形转变为固结压密时有一个明显的转点。膨胀土的应力则随变形增加呈衰减趋势，并且在增湿变形中以体积变形为主，剪切变形较少。湿陷性黄土和膨胀土在增湿过程中基质吸力变化亦表现出明显的差异，前者随含水率明显变化，随应力变化较小，而后者随含水率和应力的增加均有较大变化。最后提出湿陷性黄土的湿陷起始应力和膨胀土的膨胀应力两个概念，进一步合理分析了两者的特征力。     

滤纸法在多种土类吸力测量中的应用

为提高利用滤纸法测定土壤吸力的准确性,采用不同浓度的NaCl溶液和多种饱和盐溶液对Whatman NO.42定量滤纸进行水气饱和,开展总吸力校准试验。同时利用体积压力板仪对该滤纸进行基质吸力校准试验,获得该滤纸的总吸力和基质吸力校准曲线。利用所得的总吸力、基质吸力校准曲线,分别测定了沙滩海砂、硅藻土、黄土等6种土样的吸力及土水保持曲线。探讨了滤纸在总吸力和基质吸力校准时的平衡时间,得到在25℃恒温条件下,基质吸力校准所需平衡时间为7 d,而总吸力校准所需平衡时间至少10 d。     

隔流堤基础水下清淤施工

三峡工程通航建筑物下游隔流堤基础水下清淤是控制大江截流的关键项目之一，也是确保隔流堤安全运行的重要措施。水下清淤选用了绞吸式挖泥船，吸盘式挖泥船，射流泵船，空气吸泥船和抓斗式挖泥船，总清淤５５８万ｍ＾３，清淤最大水深达２４ｍ，月平均清淤强度７０万ｍ＾３最高月强度１１０万ｍ＾３于１９９５年４月完成任务，此计划工期提前了７个月。     

水泵站进水池物理模型试验研究

为评估某海水取水泵站的布置设计,对其进行物理模型试验研究.在建模时,需要合理选择模型比尺,使模型与原型符合动力相似,几何相似和运动相似,并正确重现泵吸进口的涡流作用.为了促进系统良好的运行,采取措施对以下几个方面进行测量:设施内的水位,来自每个泵位置的流量,来流类型与水流分布,泵吸处的流速情况,泵室内部的涡流作用.次测试来流分布较差,出现了预旋和旋涡.通过对旋涡出现的原因进行分析,采取了不同的改良措施,有效消除了这些不良现象,保证了泵站取水安全.     

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。     

中心喉嘴距对复合射流泵性能影响的数值模拟

基于射流传能分析理论,提出将中心射流和环形射流相结合的复合射流泵技术。为了确定较为合理的中心喉嘴距范围,通过紊流数值模拟方法研究了复合射流泵合适的中心喉嘴距范围及水力结构特征。对比分析了不同中心喉嘴距对复合射流泵流场及性能的影响。结果表明:(1)当中心喉嘴距较小时,喉管进口前存在限制流道的节流现象,易影响射流传能效果;(2)当中心喉嘴距较大时,在吸入室前端由于中心工作液与被吸液流速差较大,会产生较大的剪切损失,且喉管后端中心工作液对被吸液的提携能力低于环形工作液,导致整体传能效率偏低;(3)当中心喷嘴出口在吸入室中部附近时,整体传能效果较佳。研究确定较佳的中心喉嘴距范围为0.2～0.8倍的环形喉嘴距,其高效率区较宽广。研究成果可为复合射流泵的实际应用提供科学依据。