后置灯泡式贯流泵装置模型的优化与试验研究

结合南水北调东线工程金湖泵站低扬程大流量工况要求,研制了贯流泵装置水力模型。采用标准k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对该模型进行了全流场数值模拟,并对叶片出口和导叶之间的距离进行了优化。优化结果表明,当叶片出口和导叶之间距离为0.11倍叶轮外径时,内部流动较稳定,装置效率高;当该距离为0.03和0.33倍叶轮外径时,导叶出口分别形成了脱流区和旋涡区。流线运动轨迹表明导叶出口存在一定的剩余环量,呈螺旋流态进入出水流道,没有出现局部旋涡。优化后的装置模型经过3个不同试验台的试验,结果基本相符。试验结果表明,该模型流量大,效率高,在-4°叶片角下,最高效率达到79.40%;在2.92m扬程下,流量为329L/s,汽蚀比转速为1267,效率达到79.15%,该模型可供南水北调工程及其他工程选用。     

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。     

南水北调东线蔺家坝泵站工程灯泡贯流泵机组安装实践

<正>南水北调东线第一期工程蔺家坝泵站工程采用了大型灯泡贯流泵机组,具有扬程低、流量大及水泵装置效率高的特点,水力性能条件良好。根据模型装置试验结果,设计扬     

低比转速高效贯流泵模型优化设计与试验研究

为深入研究后置灯泡贯流泵装置的性能,采用CFD数值模拟技术,对贯流泵叶轮和导叶体进行了优化设计,对叶片翼型、个数、厚度,导叶片的数量,距转轮出口距离对水泵性能的影响等进行了分析,且在分析过程中突破了传统贯流泵的运行范围,从而得到了低比转速高效贯流泵的水力模型。该模型的设计流量为0. 344 m~3/s,扬程为8. 22 m,比转速为630,装置效率最高为83. 45%。对得到的水力模型进行了模型试验验证,验证结果表明,数值模拟和模型试验性能曲线的变化规律一致,两者结果较为吻合。研究成果可为今后低比转速高扬程贯流式泵站工程的规划设计提供选型参考。     

水泵模型装置拍门试验研究

水泵模型装置拍门试验发现 ,水泵扬程损失与拍门的形状、面积、厚度、出水水流旋转程度等有关 ,按经验公式计算将出现很大误差。通过优化拍门尺寸 ,可以减少扬程损失和降低出口边墙高度 ,具有明显经济效益 ,对南水北调东线工程泵的优化选择具有现实意义。由于模型装置完全几何相似 ,原型泵站流量估算可以采用模型试验的拍门孔口出流流量系数     

双向超低扬程泵装置流动数值模拟

针对可用于双向抽水的一种新型双向超低扬程泵装置,基于CFX软件对泵装置进行三维流动数值模拟,分析了泵装置的内部流动特性,并对泵装置的整体性能作出了预测。计算结果表明:在设计工况(流量Q=4.8m~3/s)与大流量工况(流量Q=5.4m~3/s)下,叶轮进口断面流速均匀度达到90%左右,叶轮进口断面流态良好,足以保证水泵的性能,扩散导叶出口断面流线较为平顺,扩散导叶对水流速度环量的回收较好。泵装置进水水力损失较小,出水水力损失较大。该装置在设计工况(流量Q=4.8m~3/s)下的效率最高,达到71.09%,对应的扬程为1.345m,泵装置高效区运行的流量范围较大。新型双向超低扬程泵装置在自流引排水且实际扬程很低的沿江滨湖地区,是一种可取的方案。     

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。     

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。     

南水北调东线泵站机组站内叶片全调节优化研究

南水北调工程是解决我国北方水资源缺乏的重大工程,而淮安四站是南水北调东线工程泵站之一。本文在考虑分时电价的基础上研究淮安四站的运行优化问题,建立泵站机组费用最小的叶片全调节数学模型,并针对该模型特点,提出了一种改进的动态规划求解算法。最后,利用算例验证了该算法的可行性。计算结果表明:(1)在设计扬程、机组满负荷工作情况下,叶片全调节的调度方案与叶片角额定安放角度相比,可节约费用4.88%。(2)机组能源经济效率受叶片角和流量负荷转移两个因素影响:其中叶片角与机组自身的特性曲线相关,当扬程较大时,叶片角影响较小;流量负荷转移与机组容量与需求量相关,机组容量越大,负荷转移越显著。当需求量较小时,叶片角是主要影响因素,当需求量较大时,流量负荷转移是主要影响因素。     

立式轴流泵及装置研制

“立式轴流泵及装置研制”是“十五”国家重大技术装备研制计划项目《南水北调工程成套设备研制》中的专题。该成果紧密结合南水北调东线泵站工程建设,在水力模型、流道优化、原模型性能转换和过渡特性等方面进行了系列研究。本究成果已在南水北调东线一期工程的泵站建设中应用,取得了显著的经济、社会效益,达到了国内领先水平。1.研制开发了3组高性能的低扬程水力模型采用多目标优化方法,集成应用CAD与CFD技术,提出等扬程、加大流量的方法来.确定轴流泵水力模型的设计参数。提出水力模型针对性设计的四步骤:叶轮初步设计→三维紊流CFD…