大型低揚程泵站直管式出水流道優(yōu)化水力設計

為了使工程安全穩(wěn)定運行,提出對于采用平直出水流道的大型混流、軸流泵站工程必須進行水力過渡過程分析計算,并提出安全可靠的斷流設施,同時確定合理的關閉時間。此外,提出國家標準《泵站設計規(guī)范》對水泵出水流道斷流設施應優(yōu)先選擇運行可靠、調節(jié)靈活、結構簡單的液控蝶閥的建議。

采用數值計算和模型試驗的方法對低揚程立式軸流泵虹吸式和直管式2種不同形式的出水流道進行了比較,揭示了這2種出水流道的基本流態(tài),測試了這2種形式出水流道的水力損失。結果表明:在低揚程的條件下,虹吸式出水流道內的水流轉向更為有序、擴散更為平緩、水力損失更小,對于年運行時數較多的大型低揚程泵站,在上游水位變幅允許的條件下,應優(yōu)先選用水力性能較好的虹吸式出水流道。

為實現排澇泵站出水流道的優(yōu)化設計,根據泵站基本參數設計出14種出水流道方案,各方案具有不同的龜背形式、倒圓弧半徑、倒直角等結構參數。在0.9q1、q1、.15q3種工況下,利用cfd技術,采用標準κ-ε湍流模型對14種方案的內部三維流動進行數值模擬。計算結果表明:在出水流道的進出口尺寸相同條件下,龜背和倒圓弧的設計方案水力損失最小,因此選擇該方案合理,實現了流道水力特性的預測,為出水流道水力設計優(yōu)化和模型試驗研究提供了參考依據。

針對杭州三堡排澇泵站的軸流泵裝置,選取兩種典型的進、出水流道設計方案(斜20°和斜30°方案),在設計流量工況下對整個軸流泵裝置進行了非定常數值模擬,通過比較內部流態(tài)和水力損失確定了最佳方案,并在非設計流量工況下對最佳方案進行非定常數值模擬分析。結果表明,在設計流量工況下,與斜20°方案相比,斜30°方案中水泵的內部流態(tài)更好且水力損失更小,為最佳方案;對于斜30°方案,在大于和小于設計流量的工況下,軸流泵的出水流道水力損失均大于設計流量工況下的,且偏小流量工況下的水力損失最大。

分析了虹吸式出水流道泵站的快速閘門在超駝峰水位運行中存在的問題,提出采取快速閘門與壓縮空氣聯合運用的新思路.根據超駝峰水位的不同,在充分利用站內原有設備的基礎上,建立不同型式的壓縮空氣系統,并根據具體情況對快速閘門進行配套改造.通過壓縮空氣技術與快速閘門的配合,實現超駝峰水位下機組啟動、事故停機以及倒灌等防洪排澇的技術措施

大型低揚程水泵采用漸擴出水流道,比水流道水力損失占泵揚程的15%～20%左右。為立式軸流泵設計制作了不同擴散角、無中隔板和有中隔板多種透明出水流道,采用五孔探針測定和絲線觀測出水流道內流場,研究流場形成機理,分析流動規(guī)律,并與等圓出水管內流動比較。結果表明,由于后導葉出流環(huán)量、泵軸旋轉誘導、出水彎管二次流和擴散的影響,出水流道內為復雜的螺旋流,斷面軸向流速和周向流速分布不均勻、不對稱,不均勻程度大于等圓出水管內流動,斷面環(huán)量有向周邊集中的趨勢。成果對大型軸流泵裝置出水部分的優(yōu)化水力設計,提高泵裝置效率有重大意義。

睢寧二站是南水北調東線工程江蘇省境內第五個梯級提水泵站,屬于大型ⅰ等、中高揚程、揚程和特征參數變幅較大的泵站,運行工況復雜,技術難度較高。本文結合工程特點,通過進水流道流動模擬及優(yōu)化水力計算,最終選定泵站的進出水流道模型。

水泵轉速變化后,出水流道的內部水速流動是不同的,相同的水流量下水力的損失也是不同的。而現在的水泵品種繁多,結構也不同,按照結構一般分為葉片泵、容積式泵為2種主要的,還有一些特殊的,如在灌排泵站中有射流泵、水錘泵、氣升泵、螺旋泵、內燃泵、潛水泵、長軸井泵等,這里主要以兩種常用的水泵為例來探究水泵轉速變化對進出水道水力損失的影響。對進出水流道水力損失的研究進行充分的分析和比較,可以通過相應的方法來對水泵內部流動方面的數值進行分析,這種方法可以在很大程度上分析出水泵在轉速方面對于進出水道水力的損失有哪些影響。

對一經優(yōu)化設計的泵站簸箕型進水流道制作了水力模型,測試其水力損失;采用雷諾平均納維斯托克斯方程(rans)和標準k-ε湍流模型,運用simplec算法,對流道內部流場進行了三維湍流數值模擬,揭示了流道內水流的流態(tài)和特征斷面的速度分布規(guī)律.試驗和數值分析結果表明,所設計的簸箕型進水流道內無漩渦,流態(tài)良好,水力損失小,水泵進口速度分布均勻,加權平均入流角接近90.°

利用rngk-ε紊流模型,采用有限體積法和結構化網格,對虹吸式出水管進行數值模擬。由數值模擬結果分析了虹吸式出水管內部水力特性,并通過改變影響虹吸管水力特性的幾個主要參數對原方案虹吸管進行了水力優(yōu)化。優(yōu)化方案較原方案進行比較,在水流流態(tài)、壓力分布和水力損失方面,均有明顯改善,可為虹吸式出水管設計提供參考。

1前言江都三站建于1969年,是江都水利樞紐四座泵站之一,安裝10臺套立式軸流泵,裝機總容量16000kw,單機流量13.5m3/s。江都三站建設期間為減少站身開挖深度,采用堤后式泵房,在國內泵站中首次采用平面蝸殼鐘型進水流道、虹吸式出水流道,水泵葉輪中

針對典型的簸箕型進水流道,應用紊流模型對流道內部流態(tài)及水泵吸水管各斷面流速分布進行了數值模擬,計算結果符合實際情況。數值計算揭示了簸箕型進水流道內流動規(guī)律,進水流道吸水管下方存在奇點,如相關設計參數不當易產生漩渦。根據計算分析,提出大型泵道簸箕型控制參數,對于工程設計有重要參考價值

在湖北江夏金口泵站出水流道的補強加固工程中,采用碳纖維布和高強灌漿料補強加固的方法,取得良好效果,節(jié)省工期、減少投資的目的,為水利工程(潮濕環(huán)境下)的補強加固施工拓展了新的途徑。

1工程概況江都水利樞紐是國家南水北調東線工程的源頭工程,共有4座大型電力抽水站,其中,第三抽水站建于1969年10月,裝有10臺機組,每臺設計抽水流量13.5m3/s。站身為堤后式,出水流道采用虹吸式,由站身段、中間段和駝峰段三部分組成,中間出水流道(基本尺寸:長×寬×高為13.0m×3.5m×1.5m)直接擱置在主、副廠

大型泵站的技術供水擔負著主機泵組運行時的潤滑、冷卻和密封等任務,是大型泵組安全運行的重要組成部分。隨著河道水質的變化和對技術供水可靠性要求的不斷提高,技術供水模式設計經歷了直接供水、復式

本文利用cfx技術軟件對沖擊式水輪機的噴嘴與噴針流道進行了數值模擬和計算,分別得到其流場內的速度與壓力分布關系以及流動損失情況,最終優(yōu)化出最優(yōu)的噴嘴噴針幾何流道形狀。

大型泵站工程進水流道混凝土極易出現裂縫。本文以洪湖東分塊蓄滯洪工程腰口泵站進水流道混凝土裂縫控制工程為例,分析了工程主要技術難題,并通過有限元分析計算模型,模擬澆筑塊體溫控效果和方法,提出了多項應對措施。經實踐,裂縫控制效果良好,可供類似工程參考。

介紹了在荷蘭有廣泛應用、在我國剛開始得到應用的泵站箕箕形進水流道,采用紊流模型數值計算的方法,對這種形式的流道進行了優(yōu)化水力計算,劉老漳泵站水泵裝置模型對比試驗的結果表明,經過優(yōu)化的簸箕形流道的水力性能,得到了顯著的改善。

針對江都三站運行存在的主要問題,采用了直接求解基于時間平均的n-s方程雷諾和k-ε紊流模型方程組的方法,通過數值模擬預測肘形彎管進水流道內部流動,優(yōu)選了肘形彎管的改造方案。改善了流速分布,使得該泵站裝置具有了較高的性能。

分析吸水流道對泵性能的影響，介紹立式混流泵吸水流道的基本尺寸、結構形式以及設計過程中的注意事項。

分析吸水流道對泵性能的影響，介紹立式混流泵吸水流道的基本尺寸、結構形式以及設計過程中的注意事項。

針對開敞式進水池水流流態(tài)問題建立了相應的概化模型,采用數值模擬方法研究了喇叭管中心與后墻距離、懸空高度和淹沒深度對進水池水流特性的影響,從水力學角度提出了泵站開敞式進水池的優(yōu)化體型和最佳工作水位的概念。研究結果可為泵站設計和泵站技術改造提供理論依據。