望虞河河口泵站双向流道闸门的电气控制

以江苏省望虞河河口泵站为例,阐述了双向流道泵站的机组启动及运行转换时的闸门电气控制方式。提出了平水位启动的概念,着重分析了双向流道泵站启动时闸门的不同控制方式和机组在连续运行中,如何采用控制闸门的办法来避免负扬程这一不利情况。     

基于CFD的双向流道泵站压力脉动混沌特性研究

双向流道泵站受长江水位变化影响,易偏离设计工况运行,引发不良压力脉动,影响泵站安全运行。基于雷诺时均方程和SST k-ω湍流模型,对某双向流道泵站模型进行非定常计算,得到设计工况下的压力脉动时间序列,并结合外特性试验对计算结果予以验证。为研究双向流道泵站压力脉动的混沌特性,对压力脉动的时间序列进行相空间重构,求取最大李雅普诺夫指数、关联维数、分形标度3个混沌特性参数并进行分析。研究表明：各监测点压力脉动的最大李雅普诺夫指数均大于0,表明计算得到的压力脉动时间序列具有混沌特性;叶轮出口处P₉点的关联维数最大,出水喇叭口处P₁₈点关联维数最小,与压力脉动振幅变化大小相对应;分形标度均大于0,导叶中部P₁₅点分形标度值最大,代表在此情况下混沌特性最强。     

低扬程双向流道泵装置研究

针对沿江滨湖地区双向抽水的广泛需要，在分析水力计算的基础上，提出一种新的立式轴流泵出水结构，并辅以适当措施，使立式双向轴流泵装置性能大幅度提高，模型试验高装置效率达到71％以上；所提出的消涡防栅从根本上解决了进水流道内的涡带问题。这两项技术已在工程中成功地推广应用。     

基于流固耦合的双向流道轴流泵装置振动特性研究

双向流道轴流泵装置广泛应用于农田灌溉以及抗洪排涝领域。双向进水流道由于形状特征容易导致叶轮产生振动,严重时叶轮叶片甚至会产生裂纹,影响泵装置的安全运行。故采用双向同步求解的方法,在考虑双向进出水流道的情况下,对轴流泵内流场和叶轮结构响应进行联合求解,分析叶轮表面的应力及变形分布,可以为叶轮进行结构改进提供理论指导。计算结果表明,轴向力随叶轮旋转产生周期性变化,叶轮最大等效应力主要分布在靠近轮毂处,最大变形量主要分布在叶轮前缘与轮缘夹角处。当流量增大时,叶轮最大等效应力与最大变形量逐渐减小。在此基础上,研究了位于叶轮前缘与叶轮后缘上的4个特征点所受等效应力的情况,通过对比发现,叶轮前缘所受等效应力远大于叶轮后缘。     

双向流道立轴潜水泵系统流动特性研究

为探索将潜水电泵和双向流道泵装置结合在一起的双向流道潜水电泵系统,通过CFX软件对该系统进行全流道数值模拟,获得了系统内的流动特性,并预测了泵装置的水力性能。对进水流道内加设不同导流措施的水流特性进行了分析,结果表明,加设椭圆线导流锥的进水流道出口流速分布均匀度效果最好,能够防止有害旋涡,保证水泵运行的进水条件。应用特别设计的、单边18°的大扩散角出水室,有效地抑制了脱流和水力损失,确保水泵系统整体效率水平。在高精度水力机械试验台进行了模型试验。试验结果表明,泵装置扬程为3.11 m,流量为256 L/s,泵装置效率达到71.9%,正、反向分别高于可逆式双向潜水泵装置7和13个百分点。说明双向流道配立轴潜水泵装置具有良好的工程应用价值。模型试验结果和性能预测结果在高效区范围内吻合,数值计算得到较好的验证。     

滚轮连杆式自翻闸门的研究

目前有关滚轮连杆式自翻闸门，系统研究的文献发表甚少，作者从工程实践出发，提炼出此种闸门设计的力学机理、造形几何学性质。该文对此类闸门的研究情况，功能构造作了介绍，并列出了设计要求和步骤，还编制出设计滚轮连杆闸门ＣＡＤ软件，以便推广应用。     

滚轮连杆式自翻闸门的研究

目前有关滚轮连杆式自翻闸门,系统研究的文献发表甚少,作者从工程实践出发,提炼出此种闸门设计的力学机理、造形几何学性质。该文对此类闸门的研究情况、功能构造作了介绍,并列出了设计要求和步骤,还编制出设计滚轮连杆闸门CAD软件,以便推广应用。     

双向流道轴流泵装置的飞逸特性

为研究双向流道轴流泵装置的飞逸特性,以引江济淮枞阳站泵装置模型为研究对象,基于RANS方程和RNG k-ε模型,应用CFX软件对双向轴流泵装置全流道进行了非定常数值模拟,获得了不同扬程下的流量值及飞逸转速值,计算得到了单位飞逸转速.通过数值计算结果与试验结果相比较,验证了数值计算方法的正确性.结果表明:单位飞逸转速随着叶片安放角的增大而逐渐减小;水流通过泵段后流动变得不稳定,在出水流道中产生大量旋涡;叶轮进口处压力脉动主频为叶轮转频的叶片倍数,压力脉动幅值从轮毂到轮缘逐渐增大;叶片吸力面中部压力分布较不规律,叶片压力面头部及吸力面尾部存在高压区,且面积随飞逸扬程增加而变大;叶片尾部流速较大,边缘存在流动分离现象,而头部存在低速区域,扬程增大后低速区面积增大,流场更加不稳定.研究结果可为泵装置的设计优化及安全管理提供一定参考.     

大型双向流道泵装置优化匹配与试验研究

研究了一种双向流道立式泵装置,综合考虑了进水流道出口流速分布均匀度和进水流道水力损失2个目标函数,应用CFD技术对双向进水流道喇叭口悬空高度进行了多方案的优化比选,当悬空高等于0.57D(D为水泵叶轮直径)时进水流道水力损失增加较小,且流道出口流速分布均匀度最好.通过对出水流道喇叭管出口高度的多方案计算比较,得到双向出水流道扩散喇叭管出口高度对流道水力性能的影响规律:当出水流道扩散喇叭管的高度较高时,流速较大,流道水力损失较大;随着扩散喇叭管高度的逐渐降低,出水流道水力损失逐渐减小;当喇叭管的高度降低到一定程度,水力扩散损失占据主导作用,随着喇叭管高度的进一步降低,其水力扩散损失越来越大;当喇叭管出口至流道顶板高度等于0.48D时,对应的出水喇叭管高度为最优.将优化匹配的双向进出水流道配置优选的水泵模型,进行泵装置模型试验,在低扬程3.26 m时,装置效率可达71.2%,可为同类型泵装置的优化设计提供参考.     

平面S形流道双向轴流泵装置水力模型研究

采用双向对称翼型设计轴流泵叶轮,配合平面S形布置的进出水流道组成双向抽水装置。通过不同的导叶及布置方式来适应泵站不同的正反向运行工况的要求。该装置只要改变电机的转向即能实现双向抽水,结构简单、运行管理方便。净扬程在3m左右时,泵装置正向最高效率可达到62％～66％,反向装置效率可达到550～62％,汽蚀性能接近普通单向泵装置的水平。     

大型双向X型流道泵站机组减振技术研究

安徽省凤凰颈排灌站是一座大型双向X型流道泵站，文中简述了凤凰颈泵站机组运行中出现的故障，即机组振动问题；分析了故障产生的主要原因，是由出水流道水流脉动压强差引发了泵轴振摆，导致机组振动；本研究采用隔开振动源的措施消除了故障，通过运行实践证明，隔开振动源的方法简单、合理、可行，达到了使机组运行平稳的预期效果，并取得了显著的经济和社会效益。     

基于泵轴流固耦合的双向流道轴流泵装置的数值分析

首次采用双向同步求解的方法对一台灌排双向轴流泵装置的内流场和泵轴结构响应进行联合求解,运用雷诺时均Navier-Stokes方程和SST k-ω湍流模型进行三维非定常计算,采用多重坐标系法,结构响应基于弹性体结构动力学方程。对比分析了流固耦合作用前后出水流道中静压和速度分布以及导叶出口面上的压力脉动情况和湍流动能分布,并将外特性的计算结果与试验值进行了对比。分析结果表明:与不考虑流固耦合相比,出水流道中静压相对较大的区域面积增大,而流速分布变化较小;导叶出口面上压力波动的相位发生改变,脉动强度也增大;小流量下,耦合作用使得导叶出口的湍流动能增大,而设计流量和大流量下,湍动能分布变化较小。此外,外特性的吻合性也说明了模拟计算的可靠性。总体来看,流固耦合前后其流场的分布规律虽然趋势一致,但也有一定的区别,对大型双向轴流泵装置流固耦合计算更能反映实际情况。     

汇流角对双向流道灌水器水力性能影响模拟研究

为探明双向流道汇流角对灌水器水力性能的影响,采用数值模拟分析方法,研究6组汇流角度下双向流道灌水器水力性能及抗堵性能变化规律。结果表明：随着双向流道汇流角的增大,灌水器流量系数及流态指数均逐渐增大,当汇流角为45°、60°、90°、105°时,灌水器流态指数约为0.5,当汇流角为135°、165°时,灌水器流态指数大于0.7;灌水器双向流道存在主流区与旋涡区,随着汇流角的增大,流道内低速旋涡区范围明显减小,水流对冲消能作用减弱;流道内固体颗粒运动轨迹随流道结构变化明显。在汇流角小于90°时,颗粒更易进入旋涡区做涡团运动,且主要出现在靠近流道进水口的流道单元,灌水器发生流道堵塞的概率很大。水流汇流角度大于90°时,水流携沙能力增强,颗粒在流道内停留时间减小,流道抗堵能力增强。双向流道灌水器在汇流角为105°时,具有相对优异的水力性能和抗堵性能,灌水器流道设计时可优先考虑。     

闸门控制通信库函数的研究与实现

在闸门控制嵌入式系统中,开发商用统一的商用硬件和可配置的商用软件来满足不同闸门对控制的不同需求.为达到此要求,考虑不同硬件解决方案、硬件和软件成本、不同操作系统的特点,采纳Linux2.6内核,在S3C2440_ARM开发平台上设计并实现Linux控制通信静态库,并对库函数进行测试和功能验证,应用静态库函数开发通用的闸门数据显示软件.提出在开源操作系统linux中以开发商用静态库为手段来保护自主知识产权的方法.     

改进的滴灌双向流道结构参数对水力性能影响

为了在现有滴灌管(带)生产设备加工成型,改进了滴灌双向流道结构.针对这一新型流道,探索分析流道结构参数对其水力性能的影响.以流道4个关键结构参数为因素,基于正交试验设计方法,设计16组方案并制作流道样件,进行水力性能试验.采用极差分析和方差分析研究各结构参数对水力性能的影响效应.利用多元线性回归,建立流态指数和流量系数与4个结构参数的回归模型.结果表明,流道过水宽度,对流态指数的影响最显著,分水件与边壁距离的影响最小;分水件与边壁距离对流量系数的影响最大.回归模型效果显著,且准确度较高,可用于流道流态指数、流量系数的预测,研究结果可为新型双向流道的参数化设计及其结构优化,提供一定的理论指导.     

隔墩对双向流道泵装置内流及压力脉动影响研究

为分析隔墩对某双向流道内部流态及压力脉动的影响规律,采用CFD技术对某双向流道泵站无隔墩与增设隔墩情况下流道内水流流态与装置内压力脉动特性展开研究,结合模型试验验证了数值模拟的准确性.研究结果表明:隔墩的布置可少量提升叶轮进口流速均匀度,改善进水流道两侧流速较低情况.增设隔墩对叶轮导叶处影响较小,叶轮及导叶处主次频不变...     

基于CFD的日光温室温度与卷帘开度关系研究

日光温室通过在棚面上覆盖卷帘保温材料的方式,可以有效地减少日光温室在外界环境温度较低情况下的热量散失,在前期研究的改进型日光温室后置固定式卷帘装置基础上进一步研究不同卷帘开度对于日光温室内部温度变化的影响。选择保温性质较好的保温被作为卷帘材料、简化北方地区较为典型的辽沈Ⅳ型日光温室结构,通过对日光温室的散热情况分析,得到日光温室内部温度的变化与其卷帘开度导致的保温材料与卷膜的覆盖面积变化存在着一定的线性关系。并通过CFD-Fluent仿真软件和验证性试验进行研究验证,结果表明:覆盖卷帘可以有效地减少日光温室的热量散失,维持室内适宜温度及其均匀性,在较为理想的环境条件下,日光温室内部温度变化与卷帘开度存在一定的线性关系,且日光温室内部温度由于棚面散热速率的差异所呈现的区域性差异也进一步验证了该结论。     

基于AutoCAD对象技术的流道CAD系统研究

采用AutoCAD面向对象特性，在ARX开发环境下升级和扩充了原泵站流道CAD系统，对其过程中应用到的一些关键技术，如MFC的使用、用户坐标系UCS、流道参数化设计及流道三维造型等进行了深入探讨；对基于AutoCAD对象技术的新型泵站流道CAD系统的总体结构、主要内容及功能特点等作了详细介绍。升级后的流道CAD系统功能较强，使用方便，经典型工程实例验证效果良好。