工程措施对水泵进水条件影响的试验研究

立柱、底坎等工程措施常用于泵站前池和进水池流态整治 ,但对水泵进水条件的影响没有进行过定量的研究。本文采用旋度计测量水泵吸水管内的涡流强度 ,根据涡角的大小 ,定量地评价立柱、底坎、ω形后壁等工程措施对水泵进水条件的影响。试验结果表明 ,在一定的条件下 ,立柱和底坎能改善水泵的进水条件 ,但需优化立柱和底坎的设计参数及位置 ,以期获得较好的整流效果 :“ω”形后壁配合导水锥能大幅度地降低吸水管内的涡流强度 ,应进一步研究其机理     

电站循环水泵进水流道水力特性及整流优化研究

循环水泵进水条件的优劣对循环水泵效率及是否出现汽蚀和振动有显著影响。针对某电站300 MW机组循环水泵振动问题,采用RNG湍流模型对其进水流道水力特性开展三维数值模拟研究,分析了进水流道整体水流流态、泵吸水喇叭口附近区域流场、泵体周围流速分布,并对其进行了整流优化改造方案研究。结果表明,循环水流道斜坡坡度较大,导致水流扩散不均匀,表面流速较大,在斜坡底面和进水池存在较大漩涡;泵吸水喇叭口截面水流严重不对称,出现较明显偏流,泵进水条件恶劣;采取有效整流消涡措施可以改善循环水流道水流流态,均匀流速,改善泵进水条件。     

大型泵站进水流道技术改造优选设计

进水流道的出口流态决定了水泵的进水条件,直接影响到水泵的能量性能、汽蚀性能和安全运行性能,在进水流道水力设计和模型试验中应给予特别重视。本文采用数值计算的方法,模拟了南水北调东线工程某大型泵站不同进水流道设计方案时的内部三维流动,计算结果与模型试验和泵站运行中观察到的实际情况相当吻合。把水泵进水条件和流道水头损失作为流道水力设计的目标函数,通过计算机数值模拟和优选,获得了优秀的进水流道设计方案。流道出口水流轴向流速的分布均匀度提高了3.26%,出口水流的偏流角减小了1°,水头损失减少了24.1%,水泵的进水条件得到了大幅度的改善。     

竖井贯流泵装置内部流动数值模拟与性能分析

优化竖井贯流泵装置的水力性能,应了解包括转轮在内的竖井贯流泵装置的流动特性。采用一维水力设计方法设计了竖井贯流泵装置的进、出水流道,并采用ANSYS CFX软件对前、后置竖井贯流泵装置进行三维定常流动数值模拟。引入平均涡漩角的概念,分析了前、后置竖井贯流泵装置内部流动的差异性,重点对不同形体的进、出水流道的水力性能及前、后置竖井贯流泵装置的外特性进行了分析比较,并通过模型试验得到了前置竖井贯流泵装置的综合特性曲线。结果表明,竖井与直管进水流道水力性能差异较小,出水流道对泵装置能量性能的影响较大。在叶片安放角0°时,前置竖井贯流泵装置最高效率为77.79%,后置竖井贯流泵装置最高效率为78.82%。本文可为竖井贯流泵装置设计及形式选择提供有益参考。     

水泵进水池旋涡研究的主要进展

泵站进水池中的旋涡直接影响进水池流态及水泵运行效率。本文就旋涡类型、影响因素及其进水池中旋涡的控制方法等方面的多年研究成果给予了分析和总结 ,对于进水池旋涡的水力模型相似性、PIV现代量测技术的应用及数值模拟的最新研究进展进行了综述。     

大型泵站进水流场十字消涡板整流特性研究

为研究十字消涡板对喇叭管下方水体及进入喇叭管内部水体的整流效果，以一大型泵站为研究对象，采用CFD计算方法进行了泵站流场数值模拟。研究发现，不设置消涡装置时，进水池存在大尺度回流和旋涡，并且在喇叭管正下方存在高速度及高涡量区，从而导致水泵进口流态恶化。在设置了高宽比分别为6:8，6:15和6:24的三种十字消涡板后，进水池流场、吸水喇叭口入口断面及水泵进口断面的流速均匀性均有显著变化。相对于高宽比为6:8和6:24的方案，高宽比为6:15的方案能明显减小进水流场底面上高速区，流场变得更加均匀，使得吸水喇叭管中轴线纵剖面上的涡量分布特征值由不设置消涡装置时的0.508减小到0.101，喇叭管入口断面的涡量分布特征值由0.495减小至0.098，喇叭口入口断面的流速均匀度最大提高4.1%，水泵进口断面的均匀度最大提高3.2%。研究结果对大型泵站进水池流态控制有一定指导意义。     

贯流风道进出口角变化对风机性能影响的实验研究

本文通过对某贯流风道分别在直蜗舌和弧蜗舌下的进、出口角变化进行试验研究,并对实验结果进行分析,发现进、出口角变化对贯流风机的风量、出口压力和噪音具有明显影响。该结论可对今后贯流风道的设计优化工作提供一定借鉴。     

不同支墩的蜗壳对水轮机流场特性及性能的影响

通过对轴流转桨式水轮机四种不同支墩的蜗壳数值模拟,研究结果表明：从水轮机转轮室进口来流的均匀特性来看,蜗壳支墩的个数和形式对水轮机的水力要素和性能影响较大;叶道间的流量沿导叶高度方向自顶盖至底环逐渐增大,支墩和蜗壳的形式对鼻端附近固定导叶和蜗形进口附近的活动导叶叶道间的流量具有一定的影响。支墩尾部自底环至顶盖扭向蜗型的部分能够将水流很好的引向蜗形部分,使水流在圆周方向上的分布更加均匀,有利于提高水轮机的整机效率和机组运行稳定性。     

蜗形凸轮机构的设计和使用

蜗形凸轮机构是用来实现工作转盘的间隙转位。该机构是以主动件 (蜗形凸轮 )的连续转动转变为从动件 (转盘 )的间隙转位。其结构和工作原理见图 1。图 1　蜗形凸轮 3与均布固定在转位盘 1分度蜗形凸轮 3与均布固定在转位盘 1分度圆上的滚子 2相啮合 ,当凸轮轴旋转时 ,通过凸轮槽使滚子实现围绕转位盘中心的转动 ,从而使转位盘实现周期性的间隙运动。1　蜗形凸轮的设计从动件 (转盘 )的运动规律 ,对传动机构的工作性能有很大影响。因此 ,运动规律需合理选择。在专用机械设备中 ,余弦、正弦及复合运动规律被广泛应用。采用余弦曲线规律 ,在开…     

泵站水泵吸水室内水动力学特性分析

取水泵站内产生漩涡和泥沙沉积是影响泵站效益发挥的两个重要问题。该文以巴基斯坦拉合尔地区南迪普电站的取水泵站为研究对象,采用物理模型试验和CFD(computational fluid dynamic)相结合的方法,研究了吸水室在设置M型防涡装置后,水泵吸水管内及进水流道内的水动力学特性。结果表明:基于CFD的模拟技术,成功重现了吸水管内涡核区的分布;当设置M型防涡装置后,吸水管内最大涡流角为4.82°,相对无防涡装置时,降低了72.69%;通过定义流速的标准差定量的表证水流均匀性,同时,解释了M型防涡装置的消涡机理。该研究为大型取水泵站的设计提供了有益的参考。     

水泵吸水池内部流场数值模拟和试验研究

水泵吸水池内的流动情况非常复杂，尤其在进水口附近存在很强的旋涡，并且会导致空化、振动现象的产生，从而降低泵站效率，因此研究水泵吸水池进口处流场分希状况具有很重要的意义。本文采用三维定常VOF两相流动模型，对进水口前的流态，尤其是空气吸入涡的流态进行数值模拟，并利用2D-PIV系统对进水口前流态进行测量从而对数值模拟进行验证。数值模拟结果和试验结果的对比表明，内部流场的模拟结果也与试验数据吻合较好，该模型能够很好的模拟吸水池的内部流动状况。     

水泵吸水池的改进和PIV试验验证

水泵吸水池设计的合理与否，会直接影响到泵站的运行效率和安全，在新型水泵吸水池设计中采用了三种结构:封闭式池身结构、双进口流道结构和倒角过渡结构。应用PIV（粒子成像测速）技术对这种吸水池模型的内部流动进行全场量测，试验结果表明这种吸水池结构能够很好的避免和减少各种涡的发生，优化了吸水池内部的流动状态，从而提高了泵站的效率和性能。     

大型立式混流泵装置水动力特性数值模拟

应用k-ε和k-ω相结合的SST湍流模型封闭控制方程,对立轴蜗壳式混流泵装置的内部流动结构进行数值模拟。采用全隐式网格耦合求解,计算中考虑了叶轮叶顶间隙的影响。通过计算获得了泵装置全流场,分析了蜗壳出水室的流态和叶轮的水力特性,预测了泵装置性能并与试验值进行了比较。结果表明：蜗壳出水室内的流动为轴向流动与环向旋转的合成流动,静压分布较对称,出口断面轴向流速分布均匀度和速度加权平均角相对较低;叶片表面的静压分布呈现较为清晰的规律,叶片表面静压分布比较均匀,压力面的静压整体上比吸力面要高;随着流量的增大,叶轮承受的轴向力渐小,而径向力则先减小后增大;数值模拟预测的性能结果与试验的性能结果相比较,前者高于后者,趋势基本一致。     

压水堆核电站低压安注泵压降系数智能化计算的研究

为了保证数据的同步时效性,测量参数由就地临时仪表更改为变送器采集,并在控制系统内将数据进行智能运算,进而测得低压安注泵吸入口压降系数。利用已知的低压安注泵从换料水箱吸水进行冷段注工况下流量与扬程,根据模型进行推演得到低压安注泵从核岛地坑吸水进行冷段注工况下流量与扬程,并对核岛地坑至泵吸入口的压降进行保守计算得到低压安注泵可用汽蚀余量。压水堆核电站低压安注泵地坑吸入口压降系数智能化计算的研究在智能电站系统得到成功应用,为研究核电站LOCA事故工况安注泵安全运行提供了重要的原始数据输入,数据精确、精准、可信。     

多机组泵站侧向进水特性模拟和改进研究

某闸站结合式侧向进水泵站进水池内存在的不良流态会危害到水泵机组的正常运行。采用CFD(Computational Fluid Dynamic)技术对原方案前池和进水池的流态进行了数值模拟,通过数值计算发现:1#~10#进水池内存在大尺度的回流,所有进水池后壁处均有水流旋转。针对上述不良流态,在进水池内设置了三种不同的组合整流措施。计算结果表明:方案4——三段型隔墩、立柱和后隔板组合措施的整流效果最好。该组合措施下,大范围的回流区消失,进水池横剖面上的轴向速度分布均匀,各特征线上的流速均匀度提高3~11个百分点,后壁处的水流不再回旋,水流能对称均匀地流入吸水管,不良流态基本得到解决。该研究成果对其他同类泵站进水池的改造有一定的参考价值。     

三峡模型水轮机引水部件流动特性的试验研究

通过在蜗壳进、出口及导叶出口３个断面布置五孔测球对三峡水电站模型水轮机引水部件中流动特性的测量表明,蜗壳进口断面的流动符合圆管流动的规律,蜗壳出口断面中有明显的二次流。导叶中心线上下流动基本对称,导叶出口的总速度、各速度分量及速度环量由上至下逐渐增大。本文报导了最优工况及偏离工况的测量结果并作了初步分析,对水轮机引水部件及转轮的设计提出了有益的建议。     

西龙池抽水蓄能电站竖井式进出水口水力学试验研究

西龙池抽水蓄能电站上库拟采用设盖板的竖井式进／出水口，这种型式在国内大型工程中应用较少。本文通过物理模型试验对这种竖井式进／出口的水力特性进行了探讨，包括发电和抽水两种工况下进／出水口流速分布、水头损失、漩涡等。     

岭澳核电站二期工程循环水泵选型分析

近年来．混凝土蜗壳泵开始在我国得到应用,鉴于目前我国相关领域应用经验不多的情况,以岭澳核电站二期工程循环水泵的选型经验为基础,对立式金属混流泵和混凝土蜗壳泵的性能结构、方案选择和泵房布置等方面进行比较．分析了不同方案的特点以及岭澳核电站二期工程循环水系统采用混凝土蜗壳泵一机两泵方案的主要原因。     

基于比较法的虚拟高精度矩形波发生器及VHDL设计

介绍一种基于CPLD的矩形波发生器,它以CPLD为数字电路载体,在CPU的控制下,采用比较法,通过对信号参数的比较和选择来实现余数插补,全自动地实现高精度的频率、占空比、幅度且步进可调的矩形波信号产生,仿真和实验表明该方法是切实可行的。     

高温高压屏蔽电泵静态阻力系数模拟与试验分析

静态阻力系数是高温高压屏蔽电泵内流体经过泵时,叶轮、导叶、蜗室等水力部件对流体的阻碍程度。通过软件对某高温高压屏蔽电泵的水力模型进行建模,模拟分析其静态阻力系数,得出该泵内典型界面的总压、速度流线分布规律。模拟计算后对产品进行水阻试验。通过对比发现试验结果和计算结果相近,变化趋势相似,因此本次计算是合理的。采用基于Reynolds（雷诺）时均Navier—Stockes（N—S）方程和RNGk-ε湍流模型及多重参考坐标系法模拟流场及水力分析,模拟结果对屏蔽电泵水力模型的设计或改进优化具有重要的指导意义。