导流墩偏斜角度对侧向进水泵站前池整流效果的影响

为改善某侧向进水泵站前池内存在的漩涡、偏流等不良流态,设置了多组偏斜导流墩方案,采用计算流体力学软件CFX模拟施加整流措施后的侧向进水泵站前池水流,以漩涡面积、斜流偏斜角度及回流规模作为评价依据对各方案进行评价比选。结果表明,随着导流墩角度增大,墩前漩涡逐渐减小,墩后漩涡缓慢增大,导流墩的最佳偏斜角度为12°。采用最优偏斜角度导流墩和曲型导流墩相结合的整流方案能够有效减小漩涡面积,大幅提升各进水流道断面流速均匀度和加权平均角,改善水泵的进水条件,为最优方案。     

破罡湖闸站前池整流的数值模拟研究

针对破罡湖闸站在辅助排圩工况下前池侧向流速较大,易在前池内产生大面积旋涡的问题,提出了设置间断底坎、立柱、导流墩等工程措施,并采用基于Realizableκ-ε湍流模型的数值方法模拟不同整流措施下的前池流态,经过比较选出相对可靠的整流方案。计算结果表明,在不采取整流措施时前池内出现大面积回旋区,严重影响水泵机组的运行;仅设置间断底坎、立柱并不能消除或减小旋涡面积,而仅设置导流墩又会出现新的狭长形的旋涡回流区;将导流墩与间断底坎相结合,可相对有效地减小旋涡面积、提高出口的流速均匀度,从而提高水泵机组的运行效率。该成果对复杂工况下泵站前池整流的研究具有一定的实际意义。     

某水电站设置导流墩控导渠道扩散段水流的数值计算

为进一步改善某水电站尾水渠渠道扩散段大扩散角内的水流流态,应用CFD软件进行流场计算,借鉴已有工程经验,研究采用"八字形"导流墩控导水流时的最佳导流墩参数。数值计算结果表明,不加设导流墩时,扩散段存在严重回流旋涡,对主流产生挤压作用,使主流产生不可预测的横向摆动,影响输水工程的高效性和安全稳定性;加设导流墩并将其调整至最佳参数后,扩散段两侧旋涡的强度和范围大幅减小,对主流的扰动作用明显减弱,水流能够实现平稳均衡过渡,达到了研究目的。研究成果可供类似输水工程参考。     

泵站正向大扩散角前池八字形导流墩整流研究

针对泵站正向大扩散角前池内存在的大尺度回流问题,基于CFD软件,采用RNGκ-ε模型模拟计算了某泵站前池流态,分析原方案下的前池水力特性,并探究了八字形导流墩的整流效果。结果表明,在前池内增设八字形导流墩能有效消除两侧的大尺度回流;沿流道隔墩方向布置两组八字形导流墩后,平面流场回流区消失,边机组轴向流速分布均匀度相较于原方案分别提升了11.03%、11.32%,前池进水条件得到极大改善,泵站入口流速分布更均匀。研究结果可为正向前池泵站整流提供参考。     

某排涝泵站前池整流措施的数值模拟研究

某排涝泵站原设计方案在前池会出现大尺度的回流和斜流,恶化各机组的进水条件,威胁泵站的安全运行。为改善该泵站前池流态、优化水泵进水条件,基于计算流体力学分析圆形立柱、Y形导流墩、间断底坎及延长隔墩等整流措施对前池流态的影响。计算结果表明,仅设置圆形立柱不能消减回流区的面积,而仅设置Y形导流墩、间断底坎又不能改善各机组的进水条件;延长#2、#4隔墩,可有效改善前池水流流态,优化各机组进水条件,进而提高水泵的工作效率。综合考虑前池水流流态及各机组进水条件,确定该排涝泵站最优整流方案为延长#2、#4隔墩。     

非对称式闸站结合式泵站前池流态模型试验研究

非对称式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。为此以某非对称式闸站结合式泵站为例,在6台泵全开、自排孔关闭的工况下设计7种方案,并采用物理模型试验预测了其前池流态,以选择最优方案。结果表明,方案5即在导流墙长度为80cm,并在导流墙上开孔,同时在#3、#4泵站联间封缝处加设三角形底隔墩,在#2、#3及#4、#5泵房联间封缝处加设梯形底隔墩能明显缩小导流墙周围和前池左岸的回旋区面积,改善泵站的进水条件。研究结果为非对称闸站结合式泵站的前池整流研究提供参考。     

闸站桥合建工程水工物理模型试验研究

为研究闸站桥合建工程对水闸和泵站进水流态及流速分布产生的不利影响,以珠三角地区某水闸泵站工程为例,针对不良流态问题,通过设置进口导流墩开展方案优化试验研究,并引入流速均匀度分析效果。结果表明,在隔墙泵站一侧设置4个导流墩、在隔墙水闸一侧设置2个导流墩对改善水流流态的效果最明显,为最佳优化方案,可为类似工程设计提供参考。     

杭州三堡泵站进水池复杂流场的三维模拟分析

为了改善杭州三堡泵站进水池中的不良流态,运用成熟的商业数值分析软件,从N-S方程出发,以Realizableκ-ε湍流模型作为预测进水池漩涡核心区位置的手段,模拟分析了进水池在部分运行条件下侧向水流对正向水流较大的扰动,提出了增大侧向水流与正向水流的交汇角、布置导流墩阻隔横向水流的工程整流措施(方案3),从而提高了水泵的运行效率。     

小挑坎在导流隧洞出口消能中的应用

针对山区河道导流隧洞出口布置消能措施空间有限的问题,采用物理模型试验,对比研究了预留岩埂、消力墩、连续坎与差动坎四种不同布置方案的消能效果,通过对比不同方案下导流隧洞出口水流流态、流速、冲刷等水力学指标,最终确定连续坎方案为最优方案。水面线和水流流态对比结果表明,该方案增大了水流的横向扩散,优化了水流衔接流态,大幅减小了水流衔接段单宽流量,进而降低了下游岸边流速,减小了下游河床冲刷。     

弯道入流进水池流态分析与整流措施研究

针对某弯道入流泵站进水池内不良流态的成因特点,提出了三种不同的整流方案。运用CFD技术,数值模拟不同整流方案下的进水池流态,并通过分析对比选择最佳方案。结果表明,无整流措施时,受弯道引水渠影响,流道内存在弯道环流,进水池内出现主流偏斜且存在低压漩涡区等不良流态,流道内压力与流速分布不均匀;方案3中布置了三个导流墩,可以将水流平顺分流进四个流道内,对进水池内的不良流态整流效果最好,能有效控制弯道环流、漩涡和偏流等不良流态,提升了进水池流场内的流速分布均匀度,进一步改善了水泵的进水条件。     

杏林湾排涝泵站竖井贯流泵装置进出水流道流态的数值分析

运用三维湍流数值模拟方法对杏林湾排涝泵站竖井贯流泵装置进出水流道流态进行数值模拟,分析进水流道的流场均匀度和出水流道的扩散均匀性,提出优化方案。模拟结果表明,优化后的竖井贯流泵装置,在均匀进流的条件下,进水流道内的水流流态较好,竖井两侧流道内的水流流速分布较均匀,未出现明显的漩涡、回流等不良流态,水泵进流均匀、平顺;出水流道通过设置中隔墩的长度,不仅水流流态得到一定改善,而且中隔墩两侧水流流量分配基本均匀,有助于保证泵站良好的出水条件。     

导流锥对低扬程双向轴流泵装置水力性能的影响

为研究导流锥对低扬程双向轴流泵装置水力性能的影响,以苏南某泵站为例,设定有、无导流锥两种方案,基于RNG湍流模型,采用CFD方法对双向轴流泵装置进行全流道三维湍流数值计算。结果表明,无导流锥时,进水流道水流流态较有导流锥时紊乱,且水流从进水流道喇叭口下方周围环向进水,喇叭口中心处出现奇点;有导流锥时,导流锥占据了喇叭口下方奇点位置,消除了奇点。有导流锥时,出口流场均匀性较好,进水流道的水力损失随着流量的增加而逐渐增加;无导流锥时进水流道的水力损失较大,最大差值达0.05m。导流锥对水泵装置效率影响较大,增幅达4.1%,增设导流锥可显著提高水泵装置效率。     

凤凰颈泵站工程前池流态优化试验研究

凤凰颈泵站工程为双向"X"型流道,根据该工程改建设计方案,在满足相似准则的条件下构建了比尺为1∶50的水工整体模型,对排涝工况下的前池流态进行模型试验研究。原设计方案下,前池内立向流场较差,且不合理的前池坡比会产生较多的示踪沙聚积现象。为改善前池不良流态,提出了增设镂空整流梁与改进前池坡比的试验方案,经试验研究发现,采用增设镂空整流梁与改进前池1∶5坡比的综合整流措施整流效果最佳,对前池立向流场不良流态的消除效果最好,亦能有效改善前池底部示踪沙聚积的现象。     

大跨度泵站多人字型前池导流墩整流分析

针对浙石化4×107t/年炼化取水口北区循环水泵房大跨度前池存在的主流集中、流速大、出现回流区、流道进水不均等问题,提出"多人字型"组合前池导流墩方案,并基于N-S方程、标准κ-ε湍流模型、重力相似准则,对"多人字型"组合导流墩方案进行数值模拟和物理模型试验研究。结果表明,"多人字型"组合导流墩方案起到了分散水流、降低主流流速、减少前池回流区域和回流流速大小的作用,为同类型大跨度直角进水前池的整治提供了依据。     

基于物理模型对印尼Medan雨水泵站流道水力特性的分析

为了提高泵站运行效率,防止水泵汽蚀、振动及噪音超标,应用1:10几何比尺建立物理模型,研究了雨水泵站的连接明渠、进水前池和进水流道的水流流态.试验结果表明:在高水位运行过程中流道未出现不利流态,但在正常水位和低水位运行过程中流道会出现不利流态.针对在正常水位和低水位运行过程中流道会出现不利流态的情况,通过对连接明渠及进水前池采取整流措施,消除了流道中的不利流态,流道水头损失也在设计允许范围内.     

基于Flow-3D的高速水流无压溢洪洞内消能工数值模拟

针对目前高速水流消能形式存在的缺点,基于Flow-3D软件,采用RNGκ-ε模型、Tru-VOF法模拟了无压洞式溢洪道内消能墩附近的水流运动特性,结合洞塞式消能工的消能机理和水工模型试验,对比分析了内消能墩附近的水流流态、流速分布、压强分布、水面线和消能率等。结果表明,在控制断面束窄度的条件下,消能墩附近流态不会影响洞内安全,消能效果较好,消能墩对墩后水流影响距离较短,为在洞内设置多组消能墩提供了依据。研究成果可为类似工程提供参考。     

导流条长度对管道双车车间断面水力特性的影响

导流条对水流具有较强的导向作用,对管道内水流流态影响较大。为探究筒装料管道运输中导流条长度对管道双车车间断面水力特性的影响,通过物理试验和理论分析研究车间断面的流速场和涡量场。结果表明,水流经导流条后由稳定管流变为螺旋流,导流条越长,轴向流速越小;周向流速随着导流条长度的增加而增加,其大小与轴向流速为同一量级;径向流速的分布比较紊乱,在轴心处大部分为负值,在管壁处大部分为正值;断面平均涡量随导流条长度增大而增大,涡量大小关于中轴线对称分布,但方向相反。     

导流锥节能原理及设计安装

导流锥节能原理及设计安装江苏省阜宁县水利局蔡坤盐城市防汛办公室曾正１导流锥节能原理导流锥奇特功能的奥秘，就在于它能有效地改善泵站的进水流态，较为理想地实现扩流节能。一般说来，影响水泵效率的主要因素有六个：（１）水泵的机械性能取决于泵的设计水平和制造质...     

镂空式整流底坎对侧向进水泵站前池流态的影响

为了改善侧向进水泵站进水流态,采用CFX软件对侧向进水泵站前池流态进行了数值模拟,并结合物理模型试验,研究了在前池入口处设置不同孔高比镂空式整流底坎对水流流态的影响。结果表明,在加设七种不同孔高比镂空整流底坎后,流态方面,底坎孔高比为0(无孔整流坎)时,相比不设整流底坎时进水流道前的漩涡区大幅减小,在引河处仍存在低速回流区;镂空式整流底坎设置后,进水前池回流区明显减小,当孔高比达到0.6时,漩涡和回流区基本消失,进入进水池水流无明显偏流,流态相比较好;流速均匀度方面,进口断面轴向流速均匀度随着孔高比的增加先增大后减小,当孔高比为0.6时,进水池入口处流速均匀度达到了74.27%,相比于孔高比为0时提高了6.77%,即当孔高比为0.6时流速均匀度较好。     

明流泄洪洞弯道水流特性试验研究

某水库泄洪洞弯道水流流态极差。针对此问题,在弯道段加设5道斜导流坎,很好地解决了水流流态差的问题,但在斜导流坎的右边侧壁、导流坎后面的底板及导流坎的顶部出现负压,且负压值很大。工程最终采用限制泄洪洞下泄最大流量,由原来的346.74 m3/s减小到266.68 m3/s,即闸门由原来的3.2 m全开下压至2.8 m局开,水流流态得到了改善。