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。     

15度斜式轴流泵装置水动力特性实验研究

15度斜式轴流泵装置是我国近年在低扬程、大流量泵站引入的一种新型泵装置,由于出水流道前端呈S形弯曲,流道内的二次流导致某些工况下压力脉动和振动较大,这一问题尚有待深入研究。本文针对浙江盐官泵站技术改造所研制的新型15度斜式轴流泵装置进行了水动力学特性的实验研究。研究发现,与泵段相比,斜式轴流泵装置的最优工况点向负叶片角度和小流量区偏移。泵装置在较小叶片角度下的空化特性优于大叶片角度;当装置空化余量低到使泵装置效率下降1%时,叶片背面出现占据近1/3叶道区域的空化区。斜式轴流泵的飞逸转速在较大负叶片角度时可达额定转速的1.73倍。斜式轴流泵压力脉动在导叶出口、出水弯管和出水流道内明显高于常规立式轴流泵;从水泵进口方向看,当叶轮逆时针方向旋转时,斜式轴流泵装置出水流道隔墩左侧流量大于右侧。本文研究成果为大型斜式轴流泵站优化设计和稳定运行提供了新的科学依据。     

立式轴流泵装置飞逸过渡过程数值模拟

为了研究立式轴流泵装置飞逸过渡过程的水动力特性,以引江济淮工程派河口泵站为研究对象,采用Fluent 16.0与UDF二次开发程序相结合的数值模拟方法,对立式轴流泵装置的飞逸过渡过程进行了全流场数值计算,获得了机组在飞逸过渡过程中的转速、流量、扭矩、轴向力等外特性参数的变化以及肘形流道内流线的演化特性。研究结果表明：平均扬程下,泵装置飞逸转速约为218.99 r/min,与模型试验换算至原型的值215.33 r/min之间的相对误差为1.69%;飞逸过渡过程中水泵叶轮最大轴向力为225.93 kN,轴向力方向与重力方向相反,小于水泵叶轮自重342.12 kN,整个飞逸过渡过程中水泵机组不会发生“抬机”事故,飞逸过渡过程中肘形流道内出现了高度螺旋状的涡带。研究成果可为今后立式轴流泵装置的设计提供参考与借鉴。     

大寨河双向流道泵装置模型试验及压力脉动分析

本文以大寨河泵站双向流道泵装置为研究对象,展开了泵装置能量特性、汽蚀特性、压力脉动特性及飞逸特性的模型试验研究,获得大寨河泵装置性能对应安全高效运行范围。结果表明,泵装置在叶片安放角-2°时,模型泵装置设计扬程处满足流量要求,泵装置效率为73.6%,扬程在1.0～4.0m运行工况范围内临界汽蚀余量均在6.0m以内,1.0m以下扬程汽蚀性能急剧变差。     

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...     

南水北调东线淮安二站泵装置模型试验研究

泵装置模型试验是检验和优化泵装置水力性能的重要手段。根据南水北调东线工程淮安第二抽水站的改造需要,为了进一步检验预测泵装置的水力性能,在河海大学水力机械多功能试验台上对淮安第二抽水站立式全调节轴流泵装置进行了能量、空化以及飞逸转速等方面的试验研究。试验结果表明,装置在水泵工况和飞逸工况下均能够安全、稳定地运行,而且也能够满足淮安第二抽水站改造的设计要求。对研究背景、该泵站的主要技术参数、试验的主要内容及其不确定度分析,装置模型的主要参数和试验条件、水泵工况模型的试验结果、原型装置的飞逸转速、原型的换算条件及结果等情况进行了介绍。     

樊口泵站水泵技术改造模型泵开发试验研究

湖北省樊口泵站装有目前亚洲单机容量最大的轴流泵．长期以来，泵站运行扬程远远低于设计扬程，造成运行工况差、气蚀破坏严重、叶片操作油压过高且低扬程下仍难于开启泵轮叶片，造成低扬程区域无法正常开机．中国水利水电科学研究院水力机电研究所为樊口泵站轴流泵改造进行了模型泵开发试验研究，为泵站水泵技术改造提供了性能优良的水力模型，可大幅度提高效率、降低能耗、改善气蚀性能，实现在2．5MPa的设计操作油压下对叶片进行全调节，全面解决现用泵目前在运行中存在的水力问题．在与原型泵装置全模拟的模型泵流道上进行的第Ⅰ方案和第Ⅴ方案模型试验结果表明，其中第Ⅴ方案的水力模型性能指标达到了国内先进水平．     

潜水轴流泵装置特性模型试验

对上海市薛家泓泵站立式潜水轴流泵模型泵装置进行了能量特性和空蚀特性试验,得出了叶片角0°和±2°时的能量特性和空蚀特性试验结果,探讨了不同消涡导流措施对潜水轴流泵模型装置性能的影响。结果表明,在各工况能量试验中泵装置运行平稳、无振动;隔涡板和导水锥两种消涡导流方案对泵装置能量特性无明显差异;泵装置空蚀安全裕量较大,在常遇扬程条件下运行不会产生危害性叶形空蚀;提出了减少立式潜水轴流泵装置流经电动机灯泡体、Γ形弯头及出口等处水力损失的措施。     

特低扬程竖井贯流泵装置水力特性实验探讨

文章主要与国内某运河枢纽的泵站相结合,对其特低扬程前置竖井式贯流泵装置开展了一系列的研究,分析其主要的特性。本次实验主要测试其不同形式的叶片角度下,正常运行的能量和飞逸转速的特性以及汽蚀性能,并以此为基础验算出泵的水力特性。通过一系列的实验表明,对于特低扬程泵站而言,运用竖井贯流式水泵的效果最佳。并且由于该泵装置的主要结构较为简单,因此在运行中以及后期的维护中较为方便。因此十分适全在平原地区防洪排涝中。     

石港泵站泵装置优化设计与模型试验研究

拆建的石港泵站是淮河入江水道整治工程的主要建筑物之一,其主要任务是抽排宝应湖地区的涝水。根据泵站设计规范及给定的水位资料和土建控制尺寸范围,运用计算流体动力学方法,开展了进、出水流道优化设计,分析了石港泵站进出水流道的内部流态,预测了水泵装置性能,并进行了模型泵装置试验研究。优化设计结果与模型泵装置试验结果相比,在设计扬程和最大扬程下的装置效率预测相对误差很小,验证了数值优化方法的有效性和可靠性,可为类似泵站进出水流道设计和机组选型提供参考依据。     

淮阴抽水站加固改造水泵装置模型试验分析

为保证淮阴抽水站加固改造工程水泵选型合理且水泵装置水力性能优越,本文采用物理模型试验方法测试了不同叶片安放角下的效率特性、空化特性和飞逸特性等。结果表明,SA6 Block II水力模型高效区范围较宽,高效区向平均扬程移动,有利于提高泵站的平均效率;在多年平均扬程、规划平均扬程、设计扬程及最大扬程下均满足装置效率要求,最高扬程内的最大飞逸转速均未超过国家规范要求的额定转速的1.8倍,此水力模型满足淮阴抽水站工程需求。     

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。     

45°斜式轴流泵装置的流动特性分析与实验

基于三维不可压缩流体的雷诺平均N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用CFX软件计算了对某一45°斜式轴流泵装置在额定转速下210 L/s~370 L/s流量范围内多个工况点的内部。分析了进、出水流道的流动特性,重点研究了旋转叶轮对进、出水流道内流场及水力性能的影响,预测了泵装置的水力性能。通过计算得出泵装置的水力性能,并与泵装置模型试验结果比较,表明斜式轴流泵在低扬程泵站中具有较优的性能特性。研究结果对低扬程泵站的水力设计具有重要的参考价值。更多还原     

基于CFD-DEM耦合的轴流泵鱼类损伤机理数值研究

为了研究轴流泵内流特性对鱼类通过存活率的影响,基于CFD-DEM耦合模型,分析了轴流泵内流场特性和鱼类通过行为。采用球形颗粒捏合鱼体外轮廓仿真鱼体三维形状,将仿真鱼体随机注入到轴流泵进口的水体中,数值模拟鱼类通过轴流泵的运动过程,预测在各工况下鱼通过轴流泵时与叶片的撞击概率,并与叶片撞击模型的理论值进行对比,验证耦合模型的可行性。同时,考虑鱼类通过鱼类友好型泵的多种损伤因素和鱼类损伤的生物准则,探讨了轴流泵内流场的速度、加速度、压降和剪切力随DEM颗粒群位移的变化特征和规律,分析了鱼类通过轴流泵的损伤结果。数值模拟结果表明,鱼类通过鱼类友好型泵在大部分工况下的撞击概率降低了约50%,其中额定工况下的撞击概率由原型泵的68%降低到34%;泵内压力波动和剪切力对鱼类的影响区域较小,且作用时间较短,是非主要损伤因素;轴流泵叶轮叶片撞击是鱼损伤的主要原因。研究结果为大中型泵站设计鱼类友好型轴流泵提供了理论指导。     

鹅湖泵站湿定子潜水贯流泵装置模型试验研究

为了满足泵站设计规范要求，提高城市防洪治涝能力，文中针对TJ04-ZL-02和TJ04-ZL-20模型鹅湖泵站的设计采用湿定子潜水贯流泵，对两个不同类型的湿定子贯流潜水泵装置模型进行了能量性能、空化性能、飞逸、压力脉动及泵轮带转子环的试验，精准找到了最优效能泵型，可供类似工程参考。     

CFD水泵模型试验在漳湖站工程中的应用

为了保障泵站工作效果,对漳湖圩漳湖泵站进行了水泵装置模型试验,获得了漳湖泵站水泵装置模型特性。能量试验结果表明水泵扬程满足相关规范要求;叶片安放角越小,单位飞逸转速越高;空化试验结果表明,叶片安放角-2°时,各扬程工况下临界空化余量均在10.0 m以内;水压脉动试验结果表明水泵水压脉动符合常规混流泵水压脉动规律,无异常现象。建议将叶片安放角调节至-2.6°,可满足漳湖泵站现场工况需求。研究结果为泵站安装提供参考。     

双向开敞式立式轴流泵装置数值模拟

基于CFD技术,采用RNGk－ε湍流模型,对三干河开敞式立式轴流泵4个工况进行全流场数值模拟,选取工况2和工况3泵装置流线,叶片压力、流线、速度和矢量分布以及导叶片的速度矢量等进行分析,并将模拟计算结果与试验结果进行对比。结果表明,模拟结果与泵段和泵装置模型试验数据较为吻合,表明该泵满足运行要求。该研究成果对同类泵站的选型和设计具有重要参考价值。     

双向开敞式立式轴流泵装置数值模拟

基于CFD技术,采用RNGκ-ε湍流模型,对三干河开敞式立式轴流泵4个工况进行全流场数值模拟,选取工况2和工况3泵装置流线,对叶片压力、流线、速度和矢量分布以及导叶片的速度矢量等进行分析,并将模拟计算结果与试验结果进行对比。结果表明,模拟结果与泵段和泵装置模型试验数据较为吻合,本泵满足运行要求。本研究成果对同类泵站的选型和设计具有重要参考价值。     

低扬程双向立式轴流泵装置水力优化研究

苏南某泵站是双向立式轴流泵,在该泵站机组结构改造之后,利用CFD软件建立该泵站的泵装置三维模型,并进行数值模拟计算,得到水力性能参数值。将现场测试结果与数值模拟结果相比较,表明数值模拟的结果与现场测试的结果较为吻合,设计工况下,效率的误差为±1.25%,说明数值模拟方法具备较高精度,其结果具备较高可靠性。在结构改造的基础上,利用数值模拟方法对泵装置进行了局部结构优化:通过改变该泵站泵装置的轮毂比,使泵装置的效率提高了1.44%,通过改变叶轮叶片出口边与导叶进口边的距离,使导叶出口的水力损失得到改善,优化后泵装置具备较好的水力性能。     

斜轴变桨轴流泵空化特性试验

为研究单机流量为50m3/s的新型斜轴轴流泵的空化特性,基于轴流泵试验平台,针对斜轴轴流泵开展不同叶片角度条件下的能量特性及内部流动特性分析,总结了该类泵空化现象的发生规律,确定了合理的设计参数与运行参数。结果表明:叶片角度及扬程与水泵空化性能密切相关,在高扬程或超低扬程运行时,水泵空化性能较差,易产生空化;可通过变桨技术,减小水泵叶片角度,从而改善空化性能,获取更优的运行稳定性。