大型泵站改造中的水泵选型预测

根据相似理论，分析和表达了模型泵及泵装置扬程特性曲线和效率特性曲线，提出了预测原型泵及泵装置扬程特性和效率特性的数学模型，作为泵站技术改造水泵选型预测的理论依据；应用该数学模型对安徽上桥泵站技术改造中适宜的泵水力模型进行了比较、分析，预测了原型泵装置性能；以效率最优为准则，优选了适合于上桥泵站特征水位组合、流量的水力模型．优选结果为采用350ZMB-3．8模型；更换新泵后，在功率未增大的情况下，单泵流量加大5—8m^3／s．     

大型拍门液压缓冲装置试验研究

拍门是轴流泵站主要截流闭锁装置之一，其动态特性与泵装置停泵过渡过程中泵机组动力学特性，管路系统瞬变流及液压启闭机构动态特性等有关。文中结合湖北樊口泵站大型拍门模型试验，介绍了拍门及液压启闭系统模型相似设计方法，运用微机动态测试系统实测了不同装置扬程下两种不同渐变缓中方案的拍门动态参数及启闭机油罐内应力变化过程，根据模型试验结果合理确定了樊口泵站拍门技术改造中截流渐变回油口槽道面积方案，该研究成果不仅为樊口泵站拍门技术改造提供依据，同时也对同类截流闭锁装置设计，改造具有参考价值。     

大型泵站能量特性现场测试研究

为了直接获得大型泵站运行参数,对大型泵站能量性能进行了现场测试和分析.采用五孔探针和声学多普勒流速剖面仪（ADCP）测定水泵流量,根据泵站设置的仪表读取相关数据,计算得到泵装置扬程、电动机输入功率和泵装置效率;分析流量与效率测定的精度,检验原型与模型水泵效率和泵装置效率换算方法.试验泵站五孔探针测流断面选在水泵基坑以上、叶轮前的断面.结果表明：五孔探针法测定泵装置过流断面流速分布重复性好,能够反映断面实际轴向流速分布规律,流量和效率测试精度可以控制在2.0%以内,能够满足大型泵站现场测试的要求.泵装置扬程为1.73 m时,水泵流量与泵装置效率分别为11.837 8 m3/s,55.998%,达到了设计要求.由于尺寸效应,原型水泵和泵装置效率明显高于模型效率.采用相关公式,可以根据模型效率较为准确地预测原型水泵效率和泵装置效率.     

基于最小二乘曲面拟合的泵装置特性预测方法

根据水泵相似理论,运用最小二乘曲面拟合法建立了原型泵和模型泵无因次扬程、效率与叶片角度、叶轮直径和转速的同一数学表达。结合无因次管道性能曲线,建立了原、模型泵装置无因次的特性参数预测模型,并运用该数学模型预测了广东省惠州市文头岭大型排涝泵站模型泵任意角度的装置特性。结果表明,该数学模型可为大型水泵的装置特性预测提供一个新颖、实用的方法。     

低扬程泵装置停泵过渡过程分析

针对大型低扬程泵站进出水流道较粗且较短的具体特点,忽略弹性水锤的影响,利用刚性水锤理论,并结合泵装置管路特性、泵机组的动力学特性和相似理论,建立事故停泵时泵的边界条件方程,得出大型低扬程泵站停泵过渡过程动态特性简易计算方法的数学模型和求解方法。通过具体计算实例与工程现场实测结果的比较,表明提出的计算模型是正确的。该数学模型对我国泵站工程设计和安全运行有一定参考价值。     

樊口泵站综合技术改造研究

为了研究泵站的综合技术改造措施，以湖北省樊口泵站为对象，根据其实际运行情况，与国内外其他大型轴流泵站进行了进水流道的参数比较，找出了泵站运行存在的主要问题及其原因，据此，提出各种改造方案进行比较，最终确定了一种只更换叶片，其他部件修复综合改造方案，该方案的实施使泵效率提高11．6％，年节电105．89万kWh。使泵流量增加，使定子和推力瓦温度大为降低。     

排涝泵站立式轴流泵装置模型试验

针对排涝泵站改造工程的需要,开展了立式轴流泵装置模型试验研究,轴流泵装置模型由比转速700的水力模型、肘形进水流道和直管式出水流道组成,获得了模型泵和原型泵装置的能量和汽蚀特性曲线以及飞逸转速特性．在叶轮叶片转角为～4。时,泵装置模型最高效率为76．21％,扬程为6．39m,流量为0．298m3／s;对应的原型泵装置设计工况点扬程6．00m,效率为83．87％．流量为25．9m3／s,满足设计流量的要求;在最高扬程下,轴功率小于2300kW．所选用的水力模型性能满足泵站的实际运行要求,经过优化的直管式出水流道保证了泵装置高效稳定运行．     

滁河四级站混流泵装置模型试验研究

为了验证滁河四级站建成后原型泵装置的性能指标能够满足设计要求,确保泵站能够安全可靠运行,针对该泵站出水管道较长和坡度较大的特点,优化设计了滁河四级站混流泵装置模型试验方案,既保证了泵装置模型流道与原型流道的水力损失相似,又保证了在试验台能够完整布置模型泵装置。试验测试了混流泵装置模型的能量、空化、压力脉动和飞逸等特性。试验结果显示,滁河四级站混流泵装置的进出水流道型线设计合理,泵装置在不同扬程工况下能够安全、稳定的运行,可以满足滁河四级站的设计和运行要求。该泵站模型泵装置的试验方法和结果可为类似的混流泵站设计和机组选型提供参考依据。     

轮毂比改变的轴流泵装置数值模拟研究

大型泵站工程改造时,不更新土建结构,只更新水力机械设备,而现有优秀水力模型轮毂比不能保证一致时,需进行不同轮毂比对轴流泵装置性能的影响研究。基于数值模拟手段研究不同轮毂比的两副水力模型对轴流泵装置水力性能的影响,得到2种方案泵装置的水力性能,分析了不同轮毂比的轴流泵装置内特性和外特性差别。研究结果表明:对单泵而言,轮毂比较大的轴流泵水力模型效率更高,汽蚀性能较差;对于泵装置性能而言,两者设计工况效率差别不大,总体性能相近。轮毂比增大后,高效区向小流量偏移。并得出当大型泵站更新改造时,轮毂比成为不可更改的因素时,改型设计是可行的。     

30°斜轴泵模型装置的试验研究

通过对新更港泵站30°斜轴泵模型装置的试验研究，得出了模型及原型装置的综合特性曲线，试验结果表明该装置可以获得较高的装置效率。     

湖北省新滩口泵站装置模型试验研

针对湖北省新滩口泵站钟型流道和28CJ56轴流泵运行振动噪音大、效率低、电机负荷率低等问题，基于全流道数值仿真推荐模型试验方案（簸箕型及钟II型方案），进行泵站装置模型试验。通过对实测结果的分析，进行关于装置运行安全、效率以及工程改造可行性、工程量等方面的比较，最后提出该站更新改造方案。     

轴流泵水力模型选择专用软件的开发

为选择到合适的轴流泵水力模型，基于轴流泵段性能与泵装置性能之间的关系，确定水力模型选择的方法与步骤，提高泵段模型与进、出水流道组成的泵装置效率。以南水北调工程水泵模型同台测试成果为主要的数据资料，采用Manab结合Visual C＋＋语言开发了选择轴流泵水力模型的专用软件，通过输入泵站扬程、流量数据，计算出满足基本要求的水力模型、原型泵的转速与叶轮直径以及原型泵的综合特性曲线。计算结果表明，该专用软件为比选水力模型建立了优秀的平台，在轴流泵站设计水泵选型中具有较高的应用价值。     

深井离心泵轴向力数值预测与试验

轴向力的预测和平衡是多级泵设计和优化中的重点和难点。以150QJ20型深井离心泵为例,在Fluent中采用标准k-ε湍流模型、SIMPLEC算法、二阶迎风方程,对包含叶轮、导叶在内的两级深井离心泵进行了全流场数值计算,对不同工况下的泵效率、单级扬程和单级轴向力进行了预测。随后对样机进行了外特性和轴向力的试验测量。将数值模拟结果与试验结果对比,分析了预测值与试验值的差异,结果表明利用数值模拟方法可以较为准确地预测深井离心泵的外特性和轴向力。     

泵及泵装置效率换算方法

从理论上分析了水泵机械效率、水力效率、容积效率、水泵总效率及装置效率。通过分析模型泵(或泵装置)试验数据,利用最小二乘法拟合及牛顿迭代法计算出泵总效率(或泵装置效率)表达式中的常系数,从而将模型泵各工况点效率分解为水力效率、容积效率、机械效率,实现各部分效率按各自的公式换算。利用相似理论推导得出了水力效率、容积效率、机械效率、管道效率的换算公式,给出了泵及泵装置效率换算的新方法。     

特低扬程竖井贯流泵装置水力特性试验研究

结合江苏省常州市大运河东枢纽泵站工程,对设计净扬程(1.0m)的特低扬程前置竖井式贯流泵装置特性进行了试验研究。试验测试了模型泵在不同叶片角度下运行的能量特性、汽蚀性能和飞逸转速特性,在此基础上换算得出原型泵的水力特性,绘制了模型以及原型泵装置的综合特性曲线和单位飞逸转速曲线。试验结果表明,泵装置最优工况点的模型装置效率为78.83%,对应的扬程和流量分别为1.70m和22.66m3/s;在设计扬程1.0m、流量25.35m3/s时的模型装置效率为67.5%。对于特低扬程泵站,竖井贯流式水泵具备能量特性好,装置效率高,且运行和维护方便等优点,特别适用于平原水网地区的防洪排涝工程。     

油气混输泵抗气阻稳压器的设计

对油气混输泵中普遍存在的气阻现象进行了详细分析,为解决气阻现象,设计了抗气阻稳压器;通过理论分析和实际运行验汪,总结归纳了抗气阻稳压器具体结构的设计方法.设计制造的样机产品经实际运行考核,能够较好地满足现场恶劣使用条件的需求.     

原型与模型泵装置压力脉动的相似性

为研究原型与模型泵装置压力脉动的相似性,根据相似性理论推导了原型与模型泵压力脉动幅值的相似性变换假设,并采用数值模拟的方法进行验证.以淮安四站为研究对象,采用CFX对原型与模型轴流泵装置进行数值计算,对泵段的压力脉动结果进行时域及频域分析.采用流量进口边界条件及自由出流边界条件,湍流模型采用SST k-ω模型.基于高精度水力机械试验台进行水泵工况的模型试验,验证了数值计算方法的可靠性.研究结果表明:叶轮域进口处压力脉动的主频皆为叶频,而叶轮域出口处监测点的压力脉动主频为叶频或导叶频;原型与模型泵装置相应监测点处的压力脉动的主频保持一致,且对应监测点处主频幅值亦保持一致;在一定程度上数值计算结果验证了原型与模型泵压力脉动幅值的相似性假设,尤其当原型与模型泵机组满足力学相似且两者的nD值保持一致时,对应压力脉动的幅值亦保持一致.