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。     

CFD技术在泵装置水力优化设计中的应用

介绍了CFD技术在水泵装置水力设计过程中的作用、预测泵装置损失的方法及泵装置整体模拟技术。CFD整体模拟技术已应用于南水北调东线工程灯泡贯流泵装置研究中,获得了较好的研究成果。基于CFD技术,应用整体数值模拟和模型试验相结合的研究方法,对我国南水北调工程低扬程泵站科研和设计水平的提高产生深远和积极的影响。     

开敞式水闸闸室结构优化设计

考虑到开敞式水闸建设成本较多,文章使用了ANSYS软件和复形法对开敞式水闸闸室结构的优化设计问题进行了探讨。建立闸室结构优化模型和设定约束条件,通过分析比较能够得到最优的水闸闸室结构设计方案,从而有效降低开敞式水闸的建设成本。     

虹吸式出水贯流泵装置结构特点及对比试验研究

广泛应用于低扬程和特低扬程泵站的贯流泵装置,传统设计基本采用平直管出水的结构型式。针对城市防洪泵站扬程低、年运行时间短、安全性和可靠性要求高的特点,提出了5种新型虹吸式出水流道的贯流泵装置结构型式,它们具有结构简单、断流可靠、安装检修方便、维修和养护成本低等优点。在保持模型泵不变的情况下,采用CFD数值模拟技术,进行了不同结构型式的虹吸式出水贯流泵装置数值分析、优化水力设计和性能预测。根据优化设计结果,在高精度试验台上进行了虹吸出水和直管出水的竖井贯流泵装置模型对比试验。试验结果表明,两种竖井贯流泵装置的水力性能基本接近,平直管出水和虹吸式出水都是合适的低扬程泵站出水流道结构型式;在特低扬程情况下,采用虹吸式出水流道的泵装置结构型式具有更明显的优势。     

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。     

立轴双向泵装置压力脉动特性相似律

压力脉动特性是影响立轴双向泵装置运行稳定性的主要因素之一,因此针对该泵装置开展原型和模型压力脉动特性相似性研究非常必要。以某立轴双向泵站为例,采用非定常三维模拟方法对模型泵装置和原型泵装置关键位置的压力脉动特性进行预测,并在模型试验装置和原型泵装置中测量相应测点和工况下的压力脉动幅值,分析原型和模型泵装置压力脉动之间的相似关系。结果表明：泵装置压力脉动幅值与外特性之间存在一定的关联性;模型泵装置试验测试脉动信号的频谱比原型泵装置丰富得多,但两者在3、6、9倍转频处均存在压力脉动峰值,在这些频率处的压力脉动表现出很好的相似性;原型和模型压力脉动数值模拟结果完全相似,主频下原型实测幅值与模型实测幅值误差在3%左右,与模拟预测值幅值的误差约为16%,均为偏安全,能够满足工程设计要求。     

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...     

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....     

井筒式泵装置水力特性数值模拟

基于k-ε紊流模型和雷诺时均N-S方程,运用商用CFD软件,对井筒式泵装置进行了三维流动数值仿真计算。通过对性能曲线的分析,发现设计工况下,进水管直径较大时效率较高。对比进出水损失发现,进水损失随着流量增大而增大,出水损失随着流量增大先减后增。通过分析VX云图和流线图,发现进口管直径较小时,流速较大,形成的漩涡也较大,漩涡区域涡量为大管径时的2倍以上。对叶轮进口断面轴向流速分布均匀度的分析,得到进水管较大时,叶轮进口的流速均匀度较高,但在流量超过330L/s的工况下差异不明显。从喇叭管进口断面平均涡量的计算分析中,得到喇叭管进口断面平均涡量随着流量增大而增大,且进水管直径较大时,平均涡量小,减小超过20%。     

鸡冠石污水处理厂进水泵房模型试验与设计优化

通过大型城市污水泵房水力模型,进行集水池的流态观察和流场测试,管路的水力损失试验,抗吸气性能试验,集水池、出水井的浪涌试验,组合开泵运行性能试验等,提出了污水处理厂进水泵房设计的优化措施。使运行更稳定,流态更合理,并进行了优化方案的验证。在水泵组合运行时增加了流量,提高了效率。     

Optimal pipe replacement strategy based on break rate prediction through genetic programming for water distribution network

Pipe breaks often occur in water distribution networks and result in large water loss and social-economic damage. To reduce the water loss and maintain the conveyance capability of a pipe network, pipes that experienced a severe break history are often necessary to be replaced. However, when to replace a pipe is a difficult problem to the management of water distribution system. This study took part of the water distribution network of Beijing as a case and collected the pipe properties and the pipe breaks data in recent years (2008–2011). A prediction model of pipe beak rate was first developed using genetic programming. Then, an economically optimal pipe replacement model was set up. Finally, the optimal pipe replacement time was determined by the model. The results could help the utility managers to make cost-effective pipe maintenance plans.     

大型竖井贯流泵站出水流道的水力性能分析

对于低扬程泵装置,出水流道的水力性能对水泵装置性能影响较大。以浙江省某大型竖井贯流泵站出水流道的设计资料为研究背景,根据出水流道的水力设计要求,将流道水力损失最小作为优化设计目标函数,通过确定流道控制尺寸和设计流道型线,给出了出水流道的两种设计方案。采用流道数值模拟方法,对两种设计方案分别进行了数值模拟计算和水力性能分析比较。分析结果表明,流道控制尺寸对流道水力性能和泵站土建费用影响较大,其值在允许范围内应尽可能小;流道型线影响流道水力损失,在控制尺寸一定的条件下,流道型线应进行细致的优化。     

白沙滩泵站进出水流道数值优化研究

将CFD技术应用于白沙滩泵站工程进、出水流道的优化设计.基于Navier-Stokes方程和标准k～ε紊流模型,依据三维数值模拟的结果,优化泵站进、出水流道的几何参数,改善了流道内流速分布情况,提高了泵站装置效率.     

树状给水管网的优化

本文根据树状给水和网的特点，分别建立了重力和泵站加压树状管网优化计算的一规划模型，应用上述模型，可进行单水源树状管网的优化计算。     

NUMERICAL SIMULATION OF 3-D TURBULENT FLOW IN THE MULTI- INTAKES SUMP OF THE PUMP STATION

In this article, a numerical model for three-dimensional turbulent flow in the sump of the pump station was presented. A reasonable boundary condition for the flow in the sump with several water intakes at different flow rates was proposed. The finite volume method was employed to solve the governing equations with the body fitted grid generated by the multi-block grid technique. By using the Fluent software, the fluid flow in a model sump of the pump station was calculated. Compared with the experimental result, the numerical result of the example is fairly good.     

引黄工程南干线一级泵站进水压力管道设计

介绍了万家寨引黄工程南干线一级泵站工程地质情况和其进水压力管道的结构设计,该工程采用的钢衬钢筋混凝土压力管道是一种新型结构形式,钢衬与外包钢筋混凝土联合受力、安全度较高。     

单立管排水系统通水能力的试验研究

研究单立管排水系统的通水能力和气压波动情况,考察底部排出横管管径和排出横管连接弯头等因素对立管压力波动的影响.结果表明,当公称外径dn110的排水立管底部采用2个45.弯头连接dn110的排出横管时,单立管伸项通气系统的通水能力约为4.8 L/s;放大底部排出横管管径并不能有效提高单立管系统的通水能力;设置2个45°弯头连接排出横管稍微改善了立管底部排出的水力条件;本试验测出单立管不伸顶通气系统的通水能力约为3.2 L/s.