| 开敞式进水池喇叭口悬空高度对吸气涡的影响 |
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| 引用本文： | 黄先北,方涛,郭嫱,陈徐睿,庞凯文,仇宝云. 开敞式进水池喇叭口悬空高度对吸气涡的影响[J]. 四川大学学报(工程科学版), 2023, 55(5): 161-168 |
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| 作者姓名： | 黄先北 方涛 郭嫱 陈徐睿 庞凯文 仇宝云 |
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| 作者单位： | 扬州大学电气与能源动力工程学院,扬州大学电气与能源动力工程学院,扬州大学电气与能源动力工程学院,扬州大学电气与能源动力工程学院,扬州大学电气与能源动力工程学院,扬州大学电气与能源动力工程学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(51909231, 51806187,52179091),江苏省研究生科研与实践创新计划项目(SJCX21_1577),江苏省水利科技项目(2019019、2019017) |
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| 摘 要： | 开敞式进水池是中小型泵站中重要的水工建筑,其在结构尺寸设计不合理时易出现吸气涡,严重时会发生空蚀,严重影响泵站安全稳定运行。前人研究发现悬空高C对进水池流动影响较大,而对吸气涡的影响并未给出确切的影响规律。因此本文根据泵站设计规范中给定的悬空高取值范围,采用简化的耦合水平集与流体体积(Simple coupled level-set and volume-of-fluid method,S-CLSVOF)方法捕捉水气交界面,并基于分叉模型(Bifurcation model,BM)进行数值模拟,分析了吸气涡随喇叭口悬空高度的变化规律,结果表明：吸气涡的大小和进水管内相对吸气率β呈正相关,且相对吸气率在3×10-4~7×10-4之间；相对吸气率基本随悬空高度的增加呈下降趋势,但在C = 0.35D(喇叭口直径为D)处出现突降；分析每个方案涡量随时间的变化规律,涡量可定量体现吸气涡的强度；通过涡拟能输运方程中的分析,发现漩涡受到的拉伸作用决定了平均相对吸气率的变化规律,与吸气率的变化规律一致,揭示了吸气率突降的机理；在设计进水池时,考虑到吸气涡程度与泵的安装,C = 0.35D的悬空高度为最优选择。本文结论对进水池的设计具有指导意义。
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| 关 键 词： | 进水池 吸气涡 悬空高度 S-CLSVOF 吸气率 |
| 收稿时间： | 2022-03-05 |
| 修稿时间： | 2022-10-26 |
Effect of Floor Clearance of Bell Mouth on Air-entrained Vortex in Open Intake |
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| HUANG Xianbei,FANG Tao,GUO Qiang,CHEN Xurui,PANG Kaiwen,QIU Baoyun. Effect of Floor Clearance of Bell Mouth on Air-entrained Vortex in Open Intake[J]. Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition), 2023, 55(5): 161-168 |
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| Authors: | HUANG Xianbei FANG Tao GUO Qiang CHEN Xurui PANG Kaiwen QIU Baoyun |
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| Affiliation: | College of Electrical, Energy and Power Eng., Yangzhou Univ., Yangzhou 225127, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | intake air-entrained vortex floor clearance S-CLSVOF air-entrainment rate |
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