大型低揚(yáng)程泵站直管式出水流道優(yōu)化水力設(shè)計(jì)

為了使工程安全穩(wěn)定運(yùn)行,提出對(duì)于采用平直出水流道的大型混流、軸流泵站工程必須進(jìn)行水力過渡過程分析計(jì)算,并提出安全可靠的斷流設(shè)施,同時(shí)確定合理的關(guān)閉時(shí)間。此外,提出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)水泵出水流道斷流設(shè)施應(yīng)優(yōu)先選擇運(yùn)行可靠、調(diào)節(jié)靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的液控蝶閥的建議。

采用數(shù)值計(jì)算和模型試驗(yàn)的方法對(duì)低揚(yáng)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(jìn)行了比較,揭示了這2種出水流道的基本流態(tài),測(cè)試了這2種形式出水流道的水力損失。結(jié)果表明:在低揚(yáng)程的條件下,虹吸式出水流道內(nèi)的水流轉(zhuǎn)向更為有序、擴(kuò)散更為平緩、水力損失更小,對(duì)于年運(yùn)行時(shí)數(shù)較多的大型低揚(yáng)程泵站,在上游水位變幅允許的條件下,應(yīng)優(yōu)先選用水力性能較好的虹吸式出水流道。

為實(shí)現(xiàn)排澇泵站出水流道的優(yōu)化設(shè)計(jì),根據(jù)泵站基本參數(shù)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)參數(shù)。在0.9q1、q1、.15q3種工況下,利用cfd技術(shù),采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε湍流模型對(duì)14種方案的內(nèi)部三維流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬。計(jì)算結(jié)果表明:在出水流道的進(jìn)出口尺寸相同條件下,龜背和倒圓弧的設(shè)計(jì)方案水力損失最小,因此選擇該方案合理,實(shí)現(xiàn)了流道水力特性的預(yù)測(cè),為出水流道水力設(shè)計(jì)優(yōu)化和模型試驗(yàn)研究提供了參考依據(jù)。

針對(duì)杭州三堡排澇泵站的軸流泵裝置,選取兩種典型的進(jìn)、出水流道設(shè)計(jì)方案(斜20°和斜30°方案),在設(shè)計(jì)流量工況下對(duì)整個(gè)軸流泵裝置進(jìn)行了非定常數(shù)值模擬,通過比較內(nèi)部流態(tài)和水力損失確定了最佳方案,并在非設(shè)計(jì)流量工況下對(duì)最佳方案進(jìn)行非定常數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明,在設(shè)計(jì)流量工況下,與斜20°方案相比,斜30°方案中水泵的內(nèi)部流態(tài)更好且水力損失更小,為最佳方案;對(duì)于斜30°方案,在大于和小于設(shè)計(jì)流量的工況下,軸流泵的出水流道水力損失均大于設(shè)計(jì)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(yùn)行中存在的問題,提出采取快速閘門與壓縮空氣聯(lián)合運(yùn)用的新思路.根據(jù)超駝峰水位的不同,在充分利用站內(nèi)原有設(shè)備的基礎(chǔ)上,建立不同型式的壓縮空氣系統(tǒng),并根據(jù)具體情況對(duì)快速閘門進(jìn)行配套改造.通過壓縮空氣技術(shù)與快速閘門的配合,實(shí)現(xiàn)超駝峰水位下機(jī)組啟動(dòng)、事故停機(jī)以及倒灌等防洪排澇的技術(shù)措施

大型低揚(yáng)程水泵采用漸擴(kuò)出水流道,比水流道水力損失占泵揚(yáng)程的15%～20%左右。為立式軸流泵設(shè)計(jì)制作了不同擴(kuò)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(cè)定和絲線觀測(cè)出水流道內(nèi)流場(chǎng),研究流場(chǎng)形成機(jī)理,分析流動(dòng)規(guī)律,并與等圓出水管內(nèi)流動(dòng)比較。結(jié)果表明,由于后導(dǎo)葉出流環(huán)量、泵軸旋轉(zhuǎn)誘導(dǎo)、出水彎管二次流和擴(kuò)散的影響,出水流道內(nèi)為復(fù)雜的螺旋流,斷面軸向流速和周向流速分布不均勻、不對(duì)稱,不均勻程度大于等圓出水管內(nèi)流動(dòng),斷面環(huán)量有向周邊集中的趨勢(shì)。成果對(duì)大型軸流泵裝置出水部分的優(yōu)化水力設(shè)計(jì),提高泵裝置效率有重大意義。

睢寧二站是南水北調(diào)東線工程江蘇省境內(nèi)第五個(gè)梯級(jí)提水泵站,屬于大型ⅰ等、中高揚(yáng)程、揚(yáng)程和特征參數(shù)變幅較大的泵站,運(yùn)行工況復(fù)雜,技術(shù)難度較高。本文結(jié)合工程特點(diǎn),通過進(jìn)水流道流動(dòng)模擬及優(yōu)化水力計(jì)算,最終選定泵站的進(jìn)出水流道模型。

水泵轉(zhuǎn)速變化后,出水流道的內(nèi)部水速流動(dòng)是不同的,相同的水流量下水力的損失也是不同的。而現(xiàn)在的水泵品種繁多,結(jié)構(gòu)也不同,按照結(jié)構(gòu)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(nèi)燃泵、潛水泵、長(zhǎng)軸井泵等,這里主要以兩種常用的水泵為例來探究水泵轉(zhuǎn)速變化對(duì)進(jìn)出水道水力損失的影響。對(duì)進(jìn)出水流道水力損失的研究進(jìn)行充分的分析和比較,可以通過相應(yīng)的方法來對(duì)水泵內(nèi)部流動(dòng)方面的數(shù)值進(jìn)行分析,這種方法可以在很大程度上分析出水泵在轉(zhuǎn)速方面對(duì)于進(jìn)出水道水力的損失有哪些影響。

對(duì)一經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的泵站簸箕型進(jìn)水流道制作了水力模型,測(cè)試其水力損失;采用雷諾平均納維斯托克斯方程(rans)和標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型,運(yùn)用simplec算法,對(duì)流道內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了三維湍流數(shù)值模擬,揭示了流道內(nèi)水流的流態(tài)和特征斷面的速度分布規(guī)律.試驗(yàn)和數(shù)值分析結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的簸箕型進(jìn)水流道內(nèi)無漩渦,流態(tài)良好,水力損失小,水泵進(jìn)口速度分布均勻,加權(quán)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(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,對(duì)虹吸式出水管進(jìn)行數(shù)值模擬。由數(shù)值模擬結(jié)果分析了虹吸式出水管內(nèi)部水力特性,并通過改變影響虹吸管水力特性的幾個(gè)主要參數(shù)對(duì)原方案虹吸管進(jìn)行了水力優(yōu)化。優(yōu)化方案較原方案進(jìn)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(shè)計(jì)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(tái)套立式軸流泵,裝機(jī)總?cè)萘?6000kw,單機(jī)流量13.5m3/s。江都三站建設(shè)期間為減少站身開挖深度,采用堤后式泵房,在國(guó)內(nèi)泵站中首次采用平面蝸殼鐘型進(jìn)水流道、虹吸式出水流道,水泵葉輪中

針對(duì)典型的簸箕型進(jìn)水流道,應(yīng)用紊流模型對(duì)流道內(nèi)部流態(tài)及水泵吸水管各斷面流速分布進(jìn)行了數(shù)值模擬,計(jì)算結(jié)果符合實(shí)際情況。數(shù)值計(jì)算揭示了簸箕型進(jìn)水流道內(nèi)流動(dòng)規(guī)律,進(jìn)水流道吸水管下方存在奇點(diǎn),如相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)不當(dāng)易產(chǎn)生漩渦。根據(jù)計(jì)算分析,提出大型泵道簸箕型控制參數(shù),對(duì)于工程設(shè)計(jì)有重要參考價(jià)值

在湖北江夏金口泵站出水流道的補(bǔ)強(qiáng)加固工程中,采用碳纖維布和高強(qiáng)灌漿料補(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)加固施工拓展了新的途徑。

1工程概況江都水利樞紐是國(guó)家南水北調(diào)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(tái)機(jī)組,每臺(tái)設(shè)計(jì)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(zhǎng)×寬×高為13.0m×3.5m×1.5m)直接擱置在主、副廠

大型泵站的技術(shù)供水擔(dān)負(fù)著主機(jī)泵組運(yùn)行時(shí)的潤(rùn)滑、冷卻和密封等任務(wù),是大型泵組安全運(yùn)行的重要組成部分。隨著河道水質(zhì)的變化和對(duì)技術(shù)供水可靠性要求的不斷提高,技術(shù)供水模式設(shè)計(jì)經(jīng)歷了直接供水、復(fù)式

本文利用cfx技術(shù)軟件對(duì)沖擊式水輪機(jī)的噴嘴與噴針流道進(jìn)行了數(shù)值模擬和計(jì)算,分別得到其流場(chǎng)內(nèi)的速度與壓力分布關(guān)系以及流動(dòng)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(jìn)水流道混凝土極易出現(xiàn)裂縫。本文以洪湖東分塊蓄滯洪工程腰口泵站進(jìn)水流道混凝土裂縫控制工程為例,分析了工程主要技術(shù)難題,并通過有限元分析計(jì)算模型,模擬澆筑塊體溫控效果和方法,提出了多項(xiàng)應(yīng)對(duì)措施。經(jīng)實(shí)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(yīng)用、在我國(guó)剛開始得到應(yīng)用的泵站箕箕形進(jìn)水流道,采用紊流模型數(shù)值計(jì)算的方法,對(duì)這種形式的流道進(jìn)行了優(yōu)化水力計(jì)算,劉老漳泵站水泵裝置模型對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果表明,經(jīng)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(duì)江都三站運(yùn)行存在的主要問題,采用了直接求解基于時(shí)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(shù)值模擬預(yù)測(cè)肘形彎管進(jìn)水流道內(nèi)部流動(dòng),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(duì)泵性能的影響，介紹立式混流泵吸水流道的基本尺寸、結(jié)構(gòu)形式以及設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)。

分析吸水流道對(duì)泵性能的影響，介紹立式混流泵吸水流道的基本尺寸、結(jié)構(gòu)形式以及設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)。

針對(duì)開敞式進(jìn)水池水流流態(tài)問題建立了相應(yīng)的概化模型,采用數(shù)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(duì)進(jìn)水池水流特性的影響,從水力學(xué)角度提出了泵站開敞式進(jìn)水池的優(yōu)化體型和最佳工作水位的概念。研究結(jié)果可為泵站設(shè)計(jì)和泵站技術(shù)改造提供理論依據(jù)。