城市输水泵站前池流态及整流措施

鉴于城市输水泵站受用地限制,一般布局较为局促,前池内易产生回流、漩涡等不良流态的现状,为改善前池流态,结合某底部涵管进水形式的城市输水泵站,采用雷诺时均方程结合RNG k-ε湍流模型,对泵站前池流态进行了数值模拟,研究适用此类城市输水泵站的整流措施。数值模拟计算结果表明,泵站前池两侧存在大尺度回流,进水池进流流量分配不均,水泵进水条件较为恶劣;采用八字形导流墩和底坎的组合式整流措施,能有效地将密集居中的主流分散,消除前池两侧的大尺度脱壁回流,均化进水池进流,使泵进水状况变好,提高泵站运行的可靠性。     

闸站并列布置工程泵站前池流态改善

为研究闸站并列布置工程泵站运行时清污机桥位置对前池内水流流态的改善效果,以南水北调东线刘山泵站工程为例,基于 Navier-Stokes 方程和 Standard?k-ε 湍流模型对前池原设计方案和改进设计方案的进水流场进行了定常数值模拟,分析比较不同开机组合时前池流场分布和流道进口后断面的流速分布均匀度及速度加权平均角度,并进行水工模型试验验证。结果表明：原设计方案前池在 4 号和 5 号机组进水流道进口前存在回旋区,4 号机组流道进口前产生有害吸气旋涡;改进设计方案前池将清污机桥整体向泵房方向移动 25?m,并将节制闸与泵站间导流墙长度减短使其头部与清污机桥墩齐平,不仅消除了 4 号机组流道进口处有害吸气涡,还将 4 号机组进水流道进口流速分布均匀度平均提高 2.5%,泵站进水流态改善显著。通过调整泵站进口清污机桥桥墩位置解决了前池流态存在的问题,不需再另增底坎、立柱和导流墩等措施,研究成果可为同类型工程研究提供参考。     

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。     

大型泵站前池复杂流场的数值模拟及优化设计

杭州三堡排涝工程的泵站前池兼有正向和侧向的进水水流,在一定的运行条件下,侧向的折冲水流影响正向主流流态,造成进水池中出现主流偏移、脱壁和旋涡,对泵站的运行效率有较大的影响。通过对该工程不同工况下的泵站运行进行数值模拟获得前池的流场,据此评价折冲水流对泵站机组运行的影响,提出设计调整方案,增加整流措施,并根据调整后的流场计算结果,反馈调整方案的可行性。     

闸站枢纽泵站前池流态及其改善数值模拟研究

分析了沙集闸站前池泥沙淤积成因,并试图改造在下游新建清污机桥,应用桥墩改善前池流态、减少泥沙淤积,采用三维建模软件UG NX建立河道流场三维模型,基于ICEM CFD进行计算域网格划分,并使用ANSYS CFX进行数值计算。计算结果表明：现状抽水工况下,导流墙内侧存在大范围低速区,因而产生大范围泥沙淤积。将泵站下游两侧导流墙延长至60 m,在导流墙头部新建清污机桥,应用桥墩导流,导流墙内侧低速淤积区范围大大减小,泵站进水流态大为改善。     

侧向进水泵站前池流态试验研究

以Froude准则为基础,适当提高模型流速,在不同水位下进行了某侧向进水泵站的模型试验。结果表明:原方案前池内无论是面层还是底层,均出现大尺度回流区;水流斜向进入进水池,边侧水流偏斜尤为严重;翼墙回流区内流速较低,易造成泥沙淤积,对泵站的安全、经济运行不利。通过对底坎、导流墙、"Y"型导流墩等多种整流措施进行试验,发现采用由"Y"型导流墩演变而来的"丁"字型倒流措施能取得较好的整流效果。     

田山泵站前池进水流态数值模拟与验证

为验证田山泵站前池工程改造对改善流态的效果,运用三维紊流模拟技术,建立了泵站前池进水流态的三维湍流数学模型,对改造前后泵站前池水流流态进行了模拟,用现场实测结果对数值模拟结果进行了验证。结果表明:数值模拟流速值与现场测试值存在一定的差异,但是数值模拟的流速分布与现场测试的流速分布基本一致,能较好地模拟泵站前池水流流态,为泵站安全运行管理提供参考;在前池增设稳流、整流设施后,前池流态得到明显改善。     

关于泵站前池流态的改善措施研究

泵站前池的水流流态对水泵的性能起着至关重要的作用,然而由于前池的设计不足,在工程实践中,往往会出现前池流态恶化,影响水泵正常运行的情况发生。通过分析前池水流流态,阐述了各种改善前池流态的措施,并结合工程实例比较了泵站前池优化前后的水流流态,验证了优化方案的可行性。     

泵站前池单排方柱整流措施数值模拟

为改善泵站前池内水流流态,基于Fluent软件,运用RNG k-ε模型对加单排方柱的正向进水泵站前池流态进行数值模拟,分析单排方柱的几何参数对前池流态改善的影响。结果表明:单排方柱具有分流效果,流经单排方柱的水流会向前池两侧分散,在单排方柱的后方形成漩涡。无整流措施时,泵站前池流态紊乱;通过在前池加设单排方柱可显著改善流态;单排方柱宜布置在前池前中部,不宜布置在两侧回流区内;方柱宽度越小,分流作用越小,行近流速分布越不均匀。     

某泵站前池流态模型试验研究

某闸站结合式泵站结构形式复杂,前池易存在严重的不良流态.该文以某泵站为例,采用物理模型试验对其前池的流态进行预测,在设计水位抽排工况下,6台泵全开、自排孔关闭时进行模型试验,为某闸站结合式泵站前池流态分析提供参考.试验结果表明:原设计方案下,前池内出现逆时针方向的回旋流动且回旋流动的范围主要位于导流墙的周围,从而容易在...     

开孔导流墩几何参数对闸站工程前池整流效果的影响

为了改善闸站结合工程的泵站前池流态,采用计算流体力学(CFD)对闸站结合式泵站前池流态进行数值模拟,研究了开孔导流墩的长度、开孔宽度、相邻的孔口中心间距及开孔高度等因素对泵站前池流态的影响。结果表明:选择合适长度的导流墩能改善闸站结合工程的泵站流道进口的不良流态;在优选的长度下,进行导流墩不同开孔几何参数的对比计算,发现开孔导流墩长度为8.62D(D为水泵叶轮的直径)、开孔宽度为1.55D、相邻的孔口中心间距为2.16D、开孔高度为0.66h(h为前池水深)时,相比于其他几何参数的开孔导流墩,前池内流态能得到更好的改善,水泵入口流速分布更均匀,漩涡综合影响函数更低;CFD计算结果与模型试验结果基本吻合,研究成果可为闸站结合工程选择合适的导流墩提供参考。     

惠南庄泵站前池流道模型试验研究

对南水北调中线一期工程北京段有压输水方案的惠南庄泵站前池流道的水力特性进行试验研究，提出了前池流态及进水口总扩散角、水泵进水池内、外流态及漩涡型态，前池水面线及水面波动等项成果，验证了前池系统水力设计的可行性及合理性。     

无锡仙蠡桥水利枢纽三维湍流数值模拟与计算

运用三维湍流理论,借助三维流体计算软件,对无锡市仙蠡桥泵站枢纽进行三维数值模拟计算。通过枢纽流场观测与流速分布测试,分析泵站出水河道对京杭运河航道横向流速的影响,为枢纽的优化设计、合理布局提供理论指导。     

闸站合建枢纽泵站三维水流的数值模拟

采用雷诺平均纳维—斯托克斯方程(RNAS)和标准k-ε湍流模型,运用SIMPLEC算法,对闸站合建枢纽进行三维湍流数值模拟。根据水流均匀、顺直要求建立目标函数,在流场定性观测与目标函数定量分析的基础上,对各种工程措施进行分析研究,获得较为理想的整流措施,为工程设计提供了指导。     

南水北调中线北京段泵站前池调节容积的合理选择

通过研究南水北调中线工程北京段泵站前池可调节容积参数的设计，提出了从实际运行调节人手，通过详细的水力瞬变计算分析问题的方法及其数学模型。研究表明：(1)泵站上游明渠可以视为前池的延伸，在设计前池可调节容积参数时必须考虑上游明渠的调蓄能力；(2)为了启泵，上游应当先增加相应的流量．当前池水位开始上升到预设水位后才开始启泵；(3)正常停泵的程序是，首先减少泵站上游明渠的流量，然后当前池水位开始下降到预设最低水位后才开始停泵。通过计算分析，得到了所研究系统前池可调节容积的合理参数，成果已被工程设计采用。     

大型泵站前池水流流态的模拟

泵站前池水流常有如表面漩涡、大尺度回漩等不良流态的存在，为准确模拟其流态，可采用以弗汝德模型为基础，加大水流流速来进行模拟．模型比λ＝1：8的泵站前池模型的试验结果表明，将弗汝德模型水流流速提高约0．5倍，相当于流速比尺λ＝λ0.3能得到较为满意的前池流态模拟。     

多泥沙河流侧向进水泵站开机组合对前池流态的影响研究

为探索多泥沙河流侧向进水泵站不同开机组合对泵站前池流态的影响,选取甘肃省景泰川电力提灌工程灌区一期总干三泵站侧向进水前池为典型研究对象,现场取样分析泵站引水含沙情况,利用超声波多普勒流速流向仪对前池流场进行现场实测,同时引入逆向工程技术构建现场淤积状态下进水前池(以下称原位前池)三维几何模型,采用FLUENT软件基于Realizable k-ε湍流模型及Mixture多相流模型对原位前池水流流态进行数值计算,对比分析数值模拟结果与现场测流结果,验证了数值模型的可靠性。在此基础上,分别对10种不同开机组合方案下未淤积状态下的进水前池(以下称原型前池)流态进行了数值模拟分析。研究结果表明:前池外侧边壁及末端存在回流区及泥沙淤积问题,基于逆向工程的原位前池流态数值模拟结果与现场测流结果相吻合;原型前池主流扩散效果不佳,泵站机组对称开启,同时避免两端机组停机尤其是末端机组停机,前池水流流态较好。本文提出的研究思路对泵站前池流态数值模拟研究具有一定的应用价值,研究成果可为类似泵站工程优化设计和优化运行提供参考依据。