南水北调东线灯泡贯流泵水力模型及装置研究开发与应用

根据南水北调东线一期工程灯泡贯流泵站设计和建设需要,以南水北调金湖泵站设计工况为基础,自主研制开发贯流泵水力模型装置,利用FLUENT软件进行了CFD流场计算分析和设计优化。通过天津同台测试和专家鉴定,研制开发的两套水力模型装置最优工况点效率分别达到79.4%和81.9%,空化比转速达到1100以上。装置模型综合性能良好,运行范围宽,适用于1.0～4.5m的特低扬程泵站,在3m扬程下和相同性能的立式轴流泵相比,效率约提高5%,流量提高10%以上。同时,在水泵模型设计和装置性能优化方法上有所创新。     

水泥石灰复合改良膨胀土试验

南水北调东线穿过的苏北中部地区的开挖渠道和泵站(泗洪站、邳州站和刘老涧二站)都存在膨胀土问题。若泵站地基直接坐落在膨胀土层上,泵站运行过程中可能存在地基土不均匀胀缩变形而引起泵站建筑物破坏问题。在东线存在的更普遍问题是泵站开挖出的膨胀土综合利用问题,如刘老涧二站开挖出8万多m3膨胀土,堆放在现场需要占用宝贵的耕地,而泵站上下游引水渠道的挡土墙后又需要大量符合要求的填土。将开挖废弃的膨胀土改良后作为挡土墙后的填土,是一项综合利用工程,现研究了膨胀土综合改良方法和改良土的力学性质。     

泵站前池底坎整流及坎后流动分析

泵站前池一般分为正向和侧向两种进水前池。由于前池进水情况差异较大,前池中时常出现回流、漩涡等不良流态,直接影响水泵进水条件及其运行。     

赤泥堆场稳定性影响因素及其敏感性分析

赤泥是利用铝土矿生产氧化铝的过程中所产生的一种黄色或褐色粉泥状、高含水量的强碱性固体废料。赤泥的排放不仅对土壤、地下水、地表水造成污染,还对生态环境造成危害。我国对赤泥的综合利用还比较少,主要的处理方法是地表筑坝堆存。赤泥堆场稳定性直接关系着周边人民的生命财产安全。本文就影响赤泥堆场稳定和安全的重要因素及其敏感性作全面分析,以便在赤泥堆场设计和管理中予以重视．确保赤泥堆场安全。     

全贯流泵流动特性数值模拟和性能预测

为研究全贯流泵(电机泵)的性能,采用CFD软件对全贯流泵模型装置进行三维流动数值模拟,分析了全贯流泵内部流态和整体性能。结果表明:全贯流泵模型装置在各个工况下前导叶进口流速均匀度均在97%以上、叶轮进口流速均匀度均在91%以上,均匀度足以保证水泵性能。进水喇叭管、前导叶水力损失小,后导叶、出水喇叭管水力损失大。出水喇叭管出口断面流速分布不均匀,流态差。该装置最高效率为69.47%,对应工况流量为290L/s时,扬程为4.855m。在各个工况下,全贯流泵模型装置扬程比对照轴流泵装置扬程小,效率比对照轴流泵装置效率低,消耗的轴功率比对照轴流泵装置消耗的轴功率多。全贯流泵管路短,出水喇叭管出口流速大,扩散不充分,水力损失大,这是全贯流泵装置效率低的主要原因。     

里下河地区水资源现状分析及对策

一、里下河地区概况 里下河地区位于江苏省中部，其范围包括里运河以东，苏北灌溉总渠以南，扬州至南通328国道及如泰运河以北，海堤以西。根据地形和水系特点，以通榆河为界，划分为里下河腹部和沿海垦区两部分。     

补料长度对井筒式出水流道水力性能的影响

为研究补料长度L对立式潜水轴流泵装置中井筒式出水流道水力性能的影响,设置L=0 mm、L=60 mm及L=120 mm的3种补料长度方案,并基于RNG k-ε模型对泵装置进行定常CFD数值模拟。研究不同补料长度下井筒式出水流道特征断面内部流动特性、水力损失及泵装置扬程效率,结构表明:补料长度越大,出水管内部的流态越平顺、静压分布越均匀,出水流道的水力损失越小,泵装置不同流量下的扬程效率也越高。综合来看,在井筒及出水管的连接段增设一定长度的补料能够有效地平缓出水管进口的流态,但过长的补料区域会带来加工上的不便,不能很好的体现立式潜水轴流泵装置的经济实用性,因此,在实际工程中,应该结合实际成本综合考虑。     

基于响应面法的泵站弹模反演分析

针对目前试验室测试和现场试验进行力学参数的测定具有局限性这个问题,利用某些具体已知监测值对泵站的具体物理参数进行反演分析。选取泵站以及地基的弹模进行反演研究。首先,在有限元分析的基础上,利用中心复合设计进行有限次试验,建立可反映泵站弹模与位移之间非线性隐式关系的响应面方程,以代替有限元计算;其次,利用遗传算法对响应面方程目标函数进行迭代寻优,从而实现泵站弹模的反演分析。最后,选取了2个泵站,利用监测值进行反演,响应面方程结果的误差大都在1%以内,最终弹模反演的误差在2%以内。经数值算例表明,该方法计算结果误差小,求解效率高,能准确地反映材料的真实情况。研究成果可为实际泵站工程的参数确定提供参考。     

基于SQP法的泵站建筑物模糊安全综合评价及界面开发

针对目前层次分析法中权值计算和判断矩阵一致性检验分开进而导致计算精度不够精确的问题,提出了基于SQP法的权值计算算法。同时针对目前泵站建筑物安全评价中评价指标数较多,计算复杂易出错的问题,基于MATLAB GUI将整个安全评价过程设计为一个可视化界面。将权值计算与判断矩阵一致性检验相结合形成一个非线性优化问题,然后利用SQP法来求解。在提出的SQP权值计算算法的基础上融合模糊综合评价模型应用MATLAB GUI将计算过程封装成一个界面。以南水北调东线某大(1)型泵站建筑物安全评价为例,在此泵站上应用SQP算法计算各指标权值。计算结果表明,此算法计算精度高、收敛速度快。将开发出的界面应用到此泵站上可简单快速完成泵站建筑物安全评价,与实际状况较为符合。研究成果可为泵站等类似建筑物的安全综合评价提供参考。     

基于堆栈自动编码器的泵站机组故障分析

将堆栈自动编码器(Stack Auto-encoders)应用到泵站机组的故障分析中,构建了基于堆栈自动编码器的故障分析模型。构建的模型主要由输入层、3个中间隐层和输出层构成,以实现对泵站机组的监测数据和特征进行提取和降维处理。模型网络采用了非监督逐层贪婪方法训练,然后使用反向传播算法对网络参数予以优化,在此基础上,利用softmax分类器进行分类。实验结果表明,运用所构建的模型对机组故障以及不同工况的平均分类准确率可以达到79.88%。该成果可以为泵站机组故障分析提供一定的参考依据。