一种对称蜗壳形后壁与导流锥方案进水池防涡消涡研究

为验证轴流泵装置封闭式进水池防涡消涡措施的有效性,应用ANSYS 14.5对泵装置进行全流场CFD数值模拟研究。针对封闭式进水池内产生的附壁涡、附底涡,提出并优化了对称蜗壳形后壁与导流锥的防涡消涡措施。采用k-ε湍流模型数值模拟和模型试验进行了涡带对比,分析了涡带的分布和成因,优化了封闭式进水池几何参数。针对附壁涡,采用单因素控制变量法进行后壁防涡消涡研究,发现对称蜗壳形后壁在效率和流速均匀度方面效果突出。针对附底涡,采用导流锥作为预防措施,并优化了导流锥的最佳锥体高径比,相应的研究成果已应用于镇江龟山闸泵站工程。     

澡港河泵站扩容工程双向立式泵装置模型试验分析

为检验澡港河泵站扩容工程的双向立式泵装置的水力性能,确保泵站安全可靠运行并高效地发挥经济与社会效益,采用物理模型试验的方法对澡港河泵站扩容工程泵装置性能进行定量分析,研究了澡港河泵站双向立式泵装置能量性能、空化性能与飞逸特性.试验结果表明:澡港河泵站扩容工程双向立式轴流泵装置运行平稳,无不良噪音和振动,水力性能较好.在...     

低扬程双向运行水泵选型研究

以上海杨树浦泵站为例,对立式轴流泵和潜水贯流泵进行了比选,并对推荐的潜水贯流泵进行了装置性能研究。结果表明:S形叶片潜水贯流泵避免了潜水泵整体掉头,装置结构简单,安装容易,流量充足,与采用双向流道的立式轴流泵相比,其土建工程量和费用都较小,易与周围景观配套。S形叶片潜水贯流泵正、反向运行时最高效率差异很小,大大提高了反向运行的水力性能,且能够适应低扬程运行,尤其在土地资源紧张的城市防洪工程中优势更明显。     

石港泵站立式轴流泵装置模型试验研究

针对石港泵站立式轴流泵装置,提出合适的运行方案。通过设计和制作模型泵装置,测得6个叶片角度下模型装置的能量特性、5个叶片角度下的气蚀特性和5个叶片角度的飞逸特性,并按照相似理论,换算得到石港泵站原型泵装置特性。研究结果表明,该轴流泵装置具有较高的装置效率,在叶片角度-2°时的最高效率达到75.8%;设计扬程时,泵装置汽蚀余量7.15 m,小于招标文件规定,且满足飞逸转速安全要求。     

双向潜水贯流泵在沙头电排站中的应用

介绍了双向潜水贯流泵相对于传统水泵的优点,尤其适用于低扬程、大流量场合,在扬程和比转速相同的情况下,装置效率高于常规立式轴流泵和立式潜水轴流泵。通过分析沙头电排站调试运行时双向潜水贯流泵的各项指标,证明了双向潜水贯流泵可实现同一机组在内围暴雨时排水和内涌枯水时引水的双向功能,并改善了区域的水环境,取得了显著的经济和社会效益。实践证明,双向潜水贯流泵在内河涌整治中可以广泛应用。     

贯流泵模型装置能量特性相关试验分析

泵装置的各过流部件对装置性能有不同程度的影响,采用物理模型试验方法对贯流泵装置能量相关特性进行研究,分析出水流道型式、导叶体及转轮叶片数对泵装置能量性能的影响,并对贯流泵装置与立式轴流泵装置进行能耗计算,论证在特低扬程(2.0 m以下)工况时,贯流泵装置具有明显的高效节能优点。     

淮安一站立式轴流泵装置模型试验研究

针对淮安一站立式轴流泵装置,提出合适的运行方案。通过设计和制作模型泵装置,测得6个叶片角度下模型装置的能量特性、5个叶片角度下的汽蚀特性和5个叶片角度的飞逸特性,并按照相似理论换算得到原型泵装置特性。研究结果表明,该轴流泵装置具有较高的装置效率。     

消涡装置对泵站进水流道流场分布的影响分析

为探究消涡装置对泵站进水流道流场分布的影响研究,建立了入库泵站无消涡措施方案、“L”形导流板方案、十字形导流板方案、导流锥结合后隔板方案4种方案的湍流数学模型进行稳态模拟,分析了不同消涡装置下箱涵式进水流道内部漩涡性态。结果表明：导流锥结合后隔板方案的消除附底涡及附壁涡的效果最明显,但对进水流道后壁处的回流没有太大的改善;导流锥结合后隔板方案中流场改善显著,喇叭口入口处的水流,部分从正前方直接吸入,部分绕过喇叭口从正后方吸入,正前方水流和正后方水流相遇形成旋流,流场非有害旋流。研究成果可作为改善水泵进水条件,确保水泵机组没有水力因素引起的有害振动提供依据。     

低扬程立式轴流泵装置模型马鞍形区研究

结合南水北调东线工程某大型泵站,采用物理模型试验和数值模拟方法,对低扬程立式轴流泵装置模型的马鞍形区进行了研究。试验结果表明,低扬程立式轴流泵装置在部分流量区域出现不稳定的马鞍形区,马鞍形区扬程范围大约在1.3Hd~1.6Hd;各个叶片安放角度下的马鞍形区流量范围各不相同,在0°叶片安放角下,在50%~75%的设计流量之间出现马鞍形区。结合不同工况的数值模拟结果,对装置模型马鞍形区的流动特性进行了分析,发现叶轮进口轮缘和叶轮出口轮毂产生二次回流是造成低扬程立式轴流泵装置模型效率下降和运行不稳定的直接原因。     

上桥泵站改造泵装置模型试验研究及现场测试

针对上桥泵站的经常运行净扬程,以装置效率最优为准则,同时兼顾流量和空蚀性能,优选了适合于上桥泵站更新改造的水力模型350ZMB-3.8。针对上桥泵站的具体情况,提出在保留原进出水流道、原电动机和原导叶的基础上只进行换泵的技术改造方案。针对该方案,对上桥泵站模型泵装置的能量特性和空蚀特性进行了全面的试验研究,确定了改造方案的可行性,试验结果与改造后的现场实测结果吻合较好。技术改造前后的现场实测结果表明,在经常运行扬程附近并满足设计流量要求的情况下,改造后较改造前泵站的效率提高了16%,改造效果显著。     

双向潜水贯流泵装置内流及水力性能分析

为明晰双向运行时潜水贯流泵装置的内流特征及水力性能,采用数值模拟技术对双向潜水贯流泵装置进行全流道计算,通过模型试验验证数值计算的有效性。结果表明：在叶轮的叶片安放角0°、双侧可调导叶的叶片调节角0°且灯泡体位于内河侧时,泵装置在排涝工况时最高效率为59.29%,引水工况时泵装置最高效率为58.41%;双向运行各流量工况时,叶轮进水侧的过流结构内部流线均平顺流态较好,叶轮出流侧的过流结构内部流态相对紊乱;在双向运行时,直管式流道的出口面轴向速度分布均匀度均大于92%,速度加权平均角均大于89°,直管式进水流道为叶轮提供良好的入流速度分布;在高效工况时,泵装置出水流道进口的偏流角均低于导叶体出口;叶轮所受的轴向力均随着流量的增大而减小。研究成果为双向潜水贯流泵装置的结构优化提供了一定的参考价值。     

基于BP-ANN的贯流泵装置能量性能参数的预测及分析

为了分析和解决水泵转速变化超过20%时,通过水泵相似律换算的泵装置能量性能参数存在显著差异的问题,构建了基于水泵转速和泵装置扬程两个参数预测泵装置流量和水泵轴功率的曲面函数方程,并将不同转速贯流泵装置非线性特性的能量效率性能曲线转换为基于BP-ANN的不同转速贯流泵装置能量效率参数的预测模型,确定了效率参数预测模型的输入模式,给出了BP-ANN网络结构。BP神经网络预测模型经试验数据验证,预测的泵装置效率绝对偏差在1%以内,为泵装置的变速调节及性能换算提供了参考依据。     

超低水头竖井贯流式水轮机模型试验

为研究超低水头下竖井贯流式水轮机的能量特性和空化特性,对一种额定水头为2.10 m的超低水头竖井贯流式水轮机进行模型试验。基于河海大学水力机械多功能试验台,采用压差传感器、电磁流量计、扭矩仪等仪器对不同导叶开度、不同叶片安放角下GD-WS-35型水轮机的水头、流量和扭矩等参数进行测试,并绘制了水轮机模型综合特性曲线。试验结果表明:当叶片安放角为23°,导叶开度为65°时,在额定水头2.10 m条件下,模型水轮机的流量为0.398 m3/s,效率为83.34%,出力为6.838kW,对应原型水轮机的流量为9.96m3/s,效率为85.14%,出力为174.7 kW,水轮机具有良好的能量特性;当叶片安放角为23°,导叶开度为65°时,水轮机具有良好的空化性能。     

泵站流道内漩涡治理的模型试验研究

通过漳州LNG项目取海水系统的水工模型试验研究,分析该取水工程进水流道漩涡产生机理,提出改善进水流道水流流态(防止漩涡)的不同措施,研究治理漩涡的不同优化方案。采取治理措施后各工况条件下,流道内水流均匀,无有害漩涡产生,机组运行平稳,从而提高了泵站效率和保持安全经济运行,为类似工程提供参考。     

倾角和压力对空气中微润管出流特性的影响

为探明倾角(微润管与水平面的夹角)和压力对空气中微润管出流特性的影响,确定微润管倾角和压力与比流量的关系,通过室内试验研究了不同铺设倾角(0°、30°、45°、60°、90°)及0°和90°倾角时不同压力水头条件下微润管的出流特性。结果表明:微润管出流规律符合达西定律,微润管比流量随压力水头的增大而增大,两者具有较好的线性关系;相同进水压力条件下,微润管比流量随倾角的增大而增大,与倾角正弦值呈线性关系,可将微润管倾角折算为等效水头;据此提出了包括倾角和压力的微润管比流量计算公式。研究成果为微润灌溉工程规划、设计提供基础依据。     

高压气扬水泵泵水效率影响因素试验研究

为解决我国偏远山区结构性缺水问题,开发了一套基于气液能量转换原理的新型提水装置。采用室内模型试验开展了考虑扬程、进气管直径以及泵水管直径3个因素的多工况试验研究。通过对试验数据以及观察到的试验现象的分析,探究了3个影响因素对泵水效率的影响规律,试验结果为该套装置在实际工程应用时的系统参数选取提供了科学试验依据。     

特低扬程泵站水力性能研究

采用数值计算和物理模型试验方法研究特低扬程泵站的水力性能,并以苏州市东风新平面S形轴伸泵为例,对其内、外特性,包括装置的水力性能、流道沿程典型断面流速分布、空化特性及进出水流道的水头损失进行分析研究。通过对数值模拟计算及物理模型试验成果的逐项对比,证明数值模拟方法在特低扬程泵装置性能研究中具有良好的应用价值,特别是在高效率附近区域,数值模拟计算成果具有良好的精度。对断面流速分布和流道水力损失等内特性的进一步分析,揭示了不同工况下泵站性能差异的原因,为进一步优化流道型线提供了依据。     

南水北调中线惠南庄泵站进水前池布置方案的分析研究

对于惠南庄泵站这样一座重要的大型城市供水泵站,为了满足其流量大、扬程高、单机容量大、泵站特征参数变幅大等特殊要求,在进水前池的设计中采用前池数值水力仿真分析、水工模型实验及三维紊流数值模拟等试验研究手段弥补现行规范中的一些空白,合理有效地控制前池内部流态对水泵吸水性能影响,分析验证前池的面积和体形布置的合理性;提出泵站运行时各种工况下的前池水位控制方式;优化前池特征运行水位,提高最低运行水位,从而提高水泵机组的安装高程,减少前池、主副厂房等主体建筑物的工程量和工程投资.     

双向进水流道水力特性模型试验研究

分析模型的相似准则及其主要作用力 ,考虑工况相似要求 ,提出泵站进出水池和流道内分别按不同的相似准则进行设计的方法 .结合彭越浦泵站水工模型试验 ,对双向流道进口前漩涡及流道内的涡带、喇叭口附近流速分布、水泵起动及稳定运行过程中流道内的脉动压力和进出水流道的水头损失等水力特性进行全面的观测和分析 ,提出在流道内设置垂直隔板及导流锥加隔板两种消涡的工程措施 .     

自吸泵内能量损失及非定常流动特性研究

自吸泵由于其特有的气液分离腔和回流孔结构使得其内部流动更为复杂,本文针对自吸泵内能量损失及非定常流动特性开展实验和数值研究。通过开展模型泵水力性能实验,发现数值计算结果与实验结果具有较好一致性。利用熵产理论和Q准则定量分析了不同工况下自吸泵内不同区域的能量损失特性及涡核分布特征,结果表明:泵内熵产分布特征与水力损失分布特征基本一致,叶轮、蜗壳和气液分离腔是自吸泵内能量损失的主要区域。蜗壳内部的压力脉动强度在靠近隔舌区域较大,蜗壳中段处变弱,蜗壳出口扩散段处又进一步增强。在小流量工况下,叶轮和蜗壳内部涡核分布面积较大,涡核主要分布在叶轮的进口处和出口处。