高含沙水泵站前池扩散角试验与分析

泵站正向进水前池扩散角大小是影响正向进水前池水流流态及池长的主要因素,通过盐环定扬黄工程三泵站水工模型试验,观测正向进流前池不同水沙条件、不同工况下泵站进口流态、流速分布、前池的淤积形态。在前池进口扩散角20°、25°、30°、35°4种工况下,结果表现为:主流带流速值随着扩散角增加而增大;前池两侧淤积厚度大于中部,含沙量越大,前池淤积厚度越大;相同水沙条件、运行相同时间,扩散角越小淤积量越大;泵站前池前池扩散角25°和30°的布置较合理,水流、淤积等综合表现较好。     

电厂机组泵房侧向进水前池流态水力试验研究

通过对某电厂自流式引水明渠与机组循环水泵房进水前池连接段的研究，探索了多种侧向垂直箱涵进水连接形式的水力性能及对前池水流流态均匀性和稳定性的影响，提出优化的布置形式、几何形状以及改善流态的工程技术措施，以满足工程设计的要求，也为类似工程的设计和研究提供了有益的参考。     

泵站侧向进水前池整流措施数值模拟

为研究侧向进水前池存在的不良流态,基于N-S方程和Realizable k-ε紊流模型,设计了一套侧向进水前池物理模型试验装置,数值模拟了侧向进水前池在改变前池尺寸和设置隔墩整流措施的流态。CFD计算结果表明,原方案下侧向进水前池1号,2号机组水流出现明显回流,只有3号机组可以平稳进入。经过整流之后,可以实现3台机组全部平稳进入水流,而改变前池尺寸对整流并无明显效果。研究成果对改善侧向进水前池流态具有参考价值和重要意义。     

侧向进水泵站前池整流三维数值计算

为了改善侧向进水泵站前池流态,应用CFX软件,基于N~S方程和标准k~ε湍流模型,对某侧向进水泵站前池进行了无整流措施和多种整流措施的数值计算。结果表明,无整流措施时,前池内存在大范围回流区,水流斜向进入进水池,在隔墩附近形成漩涡;加设"Y"型导流墩,主流被分成2部分,流速分布趋于合理,进水角度得到调整;加设底坎后,翼墙前端回流消失,坎后出现横向水流和竖向漩涡,水流结构发生改变;加设导流墙后,回流区对主流的干扰减弱,水流均匀平顺进入进水池,是一种理想的整流方案。数值计算结果与模型试验结果基本一致。     

侧向进水泵站前池流动特性及调控措施分析

为解决江苏省扬州市施桥泵站侧向进水前池大范围回流的问题,以施桥翻水站进水建筑物为研究对象,基于雷诺时均N-S方程和RNG k-ε模型,采用CFD软件对侧向进水前池和进水池进行联合数值计算,分析了不同整流措施时前池和进水池的流动特性,提出了若干整流措施并定量分析了流态调控效果,结果表明：无整流措施时,侧向进水泵站2号和6号进水池流态较为紊乱,流线分布不均;通过3个方案整流措施分析,在前池增设底坎时进水池流线分布均匀,流速分布合理,且各水泵机组的进水池进口特征断面轴向流速分布均匀度平均提高了约30%,整流效果显著。研究成果可为类似泵站工程流态改善提供参考。     

侧向泵站进水前池流态数值计算与优化

为了优化侧向泵站进水前池流态,消除不良流态对水泵吸水的影响,采用数值计算对某泵站进水池流态进行了分析,在此基础上提出了在进水池进口处布置不同尺寸导流栅的整流方案,分析了整流后的进水池流态。通过结果可知,布置导流栅后达到了相应的整流效果,能让流束通过导流栅格栅较为平顺流入进水池内,改善1～4号进水池内的偏流现象,给水泵创造良好的吸水条件。综合比较各方案计算结果知“3+2”型组合布置形式可使得5个进水池流速不均匀系数趋于稳定,并且与原方案相比流速不均匀系数均有所降低,整流效果明显。     

电厂机组泵房侧向进水前池流态水

通过对某电厂自流式引水明渠与机组循环水泵房进水前池连接段的研究，探索了多种侧向垂直箱涵进水连接形式的水力性能及对前池水流流态均匀性和稳定性的影响，提出优化的布置形式、几何形状以及改善流态的工程技术措施，以满足工程设计的要求，也为类似工程的设计和研究提供了有益的参考。     

单侧向泵站进水前池流态数值模拟与改善

受限于工程布置,泵站工程有时只能采用侧向进水,侧向进水泵站的前池多存在流态紊乱现象,严重时会引起机组振动,甚至影响水泵安全运行。为改善流态,采用ANSYS CFX软件,基于k-ε湍流模型,以徐州市某泵站为例,进行了无整流措施及多种整流措施下的数值模拟。结果表明:无整流措施时泵站前池内出现较大范围的回流区;于进水弯道处设置整流栅和底坎,配合进水池进口设置的多个导流墩,前池内回流区域大大压缩,整流后近进水池断面上轴向流速均匀度提高了9.8%,研究结果可为有效改善类似单侧向进水泵站流态提供参考。     

分叉型侧向进水泵站前池底坎整流机理

为改善泵站前池不良流态,以分叉型侧向进水泵站为研究对象,基于商用软件CFD分析底坎位置及几何参数对前池流态改善的影响。计算结果表明:无整流措施时,分叉型侧向进水前池中流态紊乱,进水池进水条件差,流速分布不均匀;通过加设底坎可显著改善前池中的流态,提高流速分布均匀度。当底坎距进水池为2 D,高为0.67 D,宽为0.44 D时,前池底层回流区基本消失,进水池流态以及流速分布得到有效改善。     

闸站枢纽进水前池三维流动计算与研究

采用雷诺平均纳维-斯托克斯方程（RNAS）和标准k-ε湍流模型,运用SIMPLEC算法,对某水利枢纽进行三维湍流数值模拟计算,预测了水流流动过程中产生的回流、旋涡发生的位置及形态;通过具体方案比较,提出了前池设置底坎的整流措施,有效地消除了回流与旋涡,流态显著改善,可为工程设计提供指导。     

高含沙水泵站前池淤积形态及城淤研究

30年来,宁夏依托黄河建设了诸多高扬程多梯级扬水工程,在干旱带发展了13.33万hm2的生态绿洲,为100多万人生产生活和脱贫致富提供了保障.然而黄河水高含沙量也给扬水工程正常运行带来诸如,前池泥沙淤积、水泵磨损、泵站装置效率下降、供水成本增加等突出的问题.通过对宁夏最有代表的红寺堡和固海扩溉扬水工程泵站前池泥沙淤积状况的量测,分析了实际工程中前池形式与泥沙淤积形态和规律,提出了多泥沙河流条件下,前池形式应优选紧缩性侧向进水或圆形进水.     

高含沙水泵站前池淤积形态及减淤研究

30年来宁夏依托黄河建设了诸多高扬程多梯级扬水工程,在干旱带发展了200多万亩的生态绿洲,为100多万人生产生活和脱贫致富提供了保障。然而黄河水高含沙量也给扬水工程正常运行带来诸如,前池泥沙淤积、水泵磨损、泵站装置效率下降、供水成本增加等突出的问题。本文通过对宁夏最有代表的红寺堡和固海扩溉扬水工程泵站前池泥沙淤积状况的量测,分析了实际工程中前池形式与泥沙淤积形态和规律,提出了多泥沙河流条件下,前池形式应优选紧缩性侧向进水或圆形进水。     

高含沙水泥沙分离系统设计与分析

将地表高含沙量应用于滴灌是世界性难题,提出适宜的高含沙水滴灌泥沙分离系统是保障引黄滴灌系统安全运行的有效途径之一。采用旋流分离技术结合网式过滤技术对高含沙水进行泥沙分离,在Rietema公式计算出适用于高含沙水质特点的旋流器尺寸的基础上,为减小短路流对分离效果的影响,优化传统旋流器结构,并借助计算流体动力学软件Fluent,采用两相流模型,对优化前后旋流器内部复杂组合螺线涡运动进行数值模拟,分析内部流场湍动能分布特性、泥沙运动轨迹及旋流器壁进行泥沙磨损特性。并对比优化后泥沙分离系统溢流口、底流口泥沙浓度及溢流口泥沙去除率的模拟值与实测值,确定模拟结果的可靠性。结果表明:所设计的旋流分离器与网式过滤器组成的多级泥沙分离系统能有效分离高含沙水,改进后的水力旋流器能更有效地提高泥沙分离系统的分离效率,增加内部流场的稳定性,减小磨损区域和磨损量,提高其使用寿命,为滴灌系统稳定有效的工作提供保障。     

水泵在含沙水流下工作参数的研究与分析

运用含沙条件下的伯努利方程式,首先对含沙水流中固体沙粒的平均体积浓度Cv进行推导,进而得出含沙水流下水泵工作参数的理论公式;其次,基于某泵站实际运行数据,分别利用理论和通用公式两种方法对水泵工作参数进行计算。通过对比及误差分析得出,在一定的含沙率范围内,用理论公式计算出的水力参数与通用公式计算出的结果有较大差异;最后,对两种计算方法得出的工作参数与清水下水泵工作参数三者之间的联系与特点进行分析。     

水锤泵进水系统的试验与分析

着重对水锤泵的进水管直径,倾角及管长进行试验分析,从而提高了水锤泵的提水效率,增强了其适用性。     

《水泵与水泵站》课程教学改革初探

从农业水利工程专业课程体系的角度,重新审视《水泵及水泵站》的课程地位,从课程教学要求出发,结合自身的教学实践,改变传统的教学模式、合理选择教学内容、加强实践环节、改进教学方法与手段等方面提出了《水泵及水泵站》课程教学改革的措施和体会,为进一步深化该课程的教学改革起到了积极的借鉴作用.     

引黄灌区高含沙水农田非全流过滤试验研究

针对引黄灌区引黄水含沙量大的特点不适用于传统的节水灌溉方式的问题,对唐徕渠引黄含沙水进行过滤研究。通过试验对比的方法,采用渗水井过滤式S、地埋水平过滤式L、地埋竖直过滤式V、地埋竖直+水平过滤式R 4个处理方案,进行滤水试验。试验结果表明:①无纺土工织布具有良好的拦沙效果,且其规格越高拦沙效果越明显。②单位时间、单位长度滤出水流量由高到低依次为:SRLV,分别为0.137 6、0.031 1、0.022 7、0.015 6 m~3/(h·m),由此可知渗水井过滤式(S)为最优方案。③当R、V、L三组试验进行到50 h,S组进行到70 h时,滤出水中的含沙量均低于0.4 kg/m~3,最大泥沙粒径为0.112mm,且粒径大于0.1mm的仅占0.077%,水质能够满足滴灌要求。④经过大田滤水试验,引黄灌区非全流过滤含沙水研究思路可行,具有一定的科学指导意义。     

进水池对水泵进水条件影响的数值模拟和试验

采用有限体积法和非结构网格,数值模拟了两种进水池设计方案对水泵进水条件的影响,并利用物理模型试验对数值计算结果进行了验证。数值计算结果表明,在进水池长度、宽度和喇叭口淹没深度等其他设计参数相同时,与矩形进水池相比,平面对称蜗壳形进水池配合导水锥的进水设计可以有效减小水泵吸水管内横向流速,抑制涡流强度,较好地改善水泵的进水条件。     

柳沽水泵站技术改造可行性分析

柳沽除涝、灌溉泵站至今已运行了３４年,机电设备严重老化,运行效率低,能耗高,泵站带病运行。针对泵上现状,文章提出了机丢掉人体措施。该措施的实施提高泵站的运行效率,降低能耗,具有投资少,工期短,经济效益显著的特点。     

高含沙水流混流式水轮机磨蚀的数值预测与分析

为了研究高含沙水流混流式水轮机的磨蚀规律,应用SST k-ω湍流模型和Tabakoff磨蚀模型对渭河流域魏家堡水电站水轮机内部的多相流动及其磨蚀现象进行了数值模拟,预测了易发生磨蚀的部位并分析了产生磨蚀的原因.通过与电站实际运行后的水轮机磨蚀情况对比,数值模拟结果准确地预测了磨蚀发生的部位和磨蚀程度.数值模拟结果表明:磨蚀主要发生在蜗壳的隔舌、面与面连接的不光滑区域或缝隙等不规则的边界区域以及导叶和叶片的头部端面;壁面附近的流态对磨蚀有重要影响,磨蚀破坏最严重的区域为转轮出口靠近下环的叶片区域,此处的叶片弯曲的曲率较大,形成较高的速度和不稳定流动现象;尾水管中的弯肘段改变了流体的流动方向导致较为严重的磨蚀.研究成果为水轮机磨蚀的预防和抗磨蚀水轮机的优化设计提供了参考.