大型泵站装置系统的CFD并行计算及分析

关于泵站的研究,一般是把进出水建筑物从泵站其他装置中分离出来作为单独的研究对象。为了研究泵站全流道CFD计算与泵站各过流装置单独计算的异同,对泵站装置系统进行全流道CFD数值计算。以某泵站二期工程为研究样本,进行1:1建模,网格划分。采用湍流模型进行并行计算,设置多组对照试验模拟计算。通过对比各组模拟结果中水泵流量、扬程、效率,对部分流道流动状态进行分析。     

基于CFD的泵站进水流道优化研究

受限于用地规模、地形等因素,我国排水泵站流道的设计趋于复杂,普遍具有流道深、狭长的特点。这导致泵站进水流道存在回流、流速分布不均匀等不良流态,影响泵站安全稳定运行。本文以某泵站为实例,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)技术,通过改变肘形流道的弯曲段长度、底边线倾角和喉管高度,拟定优化设计方案,采用基于CFD的数值模拟方法分析流道内部流场分布,并根据流道出口的流速分布均匀度、速度加权平均角度和流道水力损失等水力指标比选,优选出最优方案。本文为进水流道设计提供了更精细的优化手段,弥补了传统经验设计方法只能定性分析的不足,得到的最优设计方案可供类似工程参考,保障泵站机组的稳定运行。     

大型泵站斜式出水流道优化水力设计

采用三维紊流数值模拟的方法 ,模拟了某大型泵站 15°斜式出水流道内的三维流动形态 ,指出由于流道型线设计不当而导致了不良流态。通过建立斜式流道几何模型并借助于三维紊流数值模拟方法 ,逐一改变流道的几何尺寸 ,根据流道内流态的改变情况逐步优化流道型线 ,实现了斜式流道的优化水力设计     

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。     

中小型排涝泵站断流拍门的改进

1　问题的提出近年来 ,受地球大气周期性变化影响及人类对自然的破坏 ,江河发生大洪水的频率较密 ,出现高水位的机率大 ,且持续时间长。据统计 ,1998年长江大洪水中 ,仅湖北省就有 45处泵站出现超驼峰的情况 ,共计超驼峰运行 5 6 9站天 ,超常规排水9.4亿ｍ3。为保证堤围内正常的生产生活 ,排涝泵站其在外江高水位情况下开机抽排内涝水的可靠性已越来越引起重视。为保证水泵在外江高水位下能开机抽水 ,同时防止水泵停机时外江水倒灌造成水泵倒转引起飞车 ,泵站流道出口通常要求安装断流设施 ,排涝泵站流道出口的断流设施常见有拍门、快速闸门…     

锡澄运河整治工程双向竖井贯流泵站流道优化及分析

针对锡澄运河整治工程竖井贯流泵站改造的需求,对双向竖井贯流泵装置原型进行了三维定常数值模拟.以泵站竖井流道为研究对象,分析比较了5种不同的竖井流道优化方案,重点分析了正反向运行时竖井流道的内流场特征.结果表明:前移竖井段,将竖井的迎水面的尖角改成圆弧形,并以各个断面的面积作为控制参数改善流态分布较差的断面面积,有助于水...     

掺气法降低泵站水力负荷

泵站应具有很高的运行可靠性。但是,当泵机组的工作处于过渡工况或水流不平稳情况下,若仍强制供水,就会使设备部件和整个水力机组的振动急剧增长。泵站流道壁上所作用的动水压力的脉动,往往是水泵装置振动加剧的原因。而     

簸箕式进水流道介绍

我国自江都第一抽水站建成以后，各地相继兴建了许多大型泵站，目前我国又进入了泵站建设的新的高峰。现在泵站中常用的进水流道型式是肘形流道和钟型流道，泵站中进水流道的型式对泵站的装置效率影响很大，为了满足泵站建设的需要，我们参照国外的资料并结合我国的实际情况，提出了簸箕式进水流道，这一流道的突出优点是可以减少开挖深度，以而节省投资。一、簸箕式流道基本型式二、簸箕式进水流道在刘老涧泵站中的应用在正在建设的刘老涧泵站中，首次采用了这一流道型式，并根据工程实际情况，进行了少量修改。江苏省机电排灌研究所对这一…     

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。     

双吸离心泵压力面出口泥沙磨损数值模拟分析

泥沙磨损是沿黄泵站水泵运行中不可避免的一个重要问题。通过对沿黄泵站广泛使用的双吸式离心泵进行数值模拟研究,分析叶片压力面出口的磨损机理。采用欧拉-拉格朗日多相流模型对离心泵内的水沙两相流进行模拟,分析叶轮流道内固体颗粒的特征及分布情况,应用颗粒磨损模型,预测叶片出口面的磨损破坏程度;通过对叶轮流道内固体颗粒轨迹的追踪与流道内涡旋的分析,分析流道涡对泥沙颗粒轨迹的影响,进而说明叶片出口面磨损的原因。研究结果表明:泥沙颗粒的分布与相对速度的大小是影响叶片压力面出口段磨损的重要因素;流道涡的产生会显著改变附近颗粒的轨迹,导致颗粒集中在叶片出口表面附近,加剧叶轮压力面出口的磨损。     

双向竖井贯流泵装置数值模拟及试验分析

基于标准k-ε紊流模型,雷诺时均N-S方程,运用流体计算CFD软件对某泵站双向竖井贯流泵装置进行三维流动数值模拟及水力性能优化设计。通过改变竖井流道的外轮廓线优化竖井流道,以及增加直导叶方案进一步对整体泵装置进行水力性能的优化,使水力损失下降12.6%,流道内流态平整,正向效率提高1.8%,反向效率提高大于3%。并与物理模型试验进行对比,正向误差为0.3%,反向误差为3%,结果基本吻合,满足工程应用要求,说明数值模拟应用到泵装置的优化设计是合理,可靠的,本文的研究以期为同类型泵站的优化设计提供参考。     

基于MDT和ARX的泵站流道设计

为了使大型轴汉泵站进水流道的设计过程形象，直观，且能充分利用计算机辅助设计软件的功能，减少编程工作量，提出了基于MDT（Mechanical Desktop）和ARX（AutoCADRuntime eXtension）应用软件的泵站流道设计方法。方法的实质是利用MDT三维曲面造型和ARX的程序处理功能，对泵站流道先进行三维曲面形体的设计，后设计其工程图。     

泵站改造减少叶片数的试验

张庄泵站是郑州市最大的污水泵站，设计日抽升能力近期为20万吨，远期为40万吨。采用的水泵是上海水泵厂生产的双吸式清水泵，目前装有24Sh－19C泵两台，20Sh－28泵4台。由于泵站在设计时国内尚无大口径的污水泵，经调研后选用了双吸式清水泵，但因郑州市污水中杂物量大。在实际的使用中，这种双吸式清水泵经常发生在很短的运行时间内叶轮流道被严重堵塞的现象，甚至使水泵几乎完全不出水，影响了正常的污水排放工作，也给运行工人增大了掏叶轮的劳动量。所以此清水泵不能适应污水抽升的需要。为了解决污水抽升的当务之急，在尚无合适的污…     

机电排灌站的技术改造途径

泵站改造,是对效率低、能耗高、效益差、不安全的老泵站进行技术改造。改造的目的是提高经济效益,降低能源单耗,确保安全生产,促进农业稳产高产。改造的具体目标,是提高泵站装置效率。泵站装置效率是由动力机、传动装置、水泵、管路(流道)     

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。     

肘形进水流道在中小型轴流泵站建设与改造中的应用

一、前言肘形进水流道在大中型泵站中得到了广泛的应用,以往由于受流道材料选择、制作、安装及机组正常维修保养的限制,故在中小型泵站中很少采用。淮阴市水利局从1988年起分别在灌南县李集乡徐庄站及新安乡新东站采用钢丝网水泥砂浆顶制的肘形流道与开敞式进水池状态进行对比测试,经三年多的反复试验表明:安装肘形流道后的泵站装置效率与开敞式进水池相比可提高5％～6％。其次,随着整体吊装的成功应用,使得采用肘形流道后,整个泵室的土建工程量可以大大减小。据初步设计,可节省土建工程量34％左右。既提高了泵站装置效率,又节省了土建投资。这在当前农田排灌能源十分紧张而泵站建设     

双向潜水贯流泵装置水力模型研究

基于常规潜水轴流泵的结构组成双向贯流泵装置 ,双向抽水功能通过潜水泵整体掉头和采用双向叶轮这两种方式来实现。通过模型试验掌握导叶和流道结构尺寸对潜水贯流泵装置水动力性能的影响。研究表明 ,这两种双向贯流泵装置的性能均优于目前常用的井筒式装置 ,特别是双向叶轮潜水贯流泵装置具有结构简单、维护管理方便的优点 ,适合于低扬程双向泵站使用。     

大型低扬程竖井贯流泵进出水流道优化设计

提出了一种适合于大型低扬程竖井贯流泵站的进出水流道优化设计方法,即通过对多种流道设计方案的数模计算结果分析比较,优化流道结构及型线。经过装置模型试验验证和对水泵的进出水流态观察分析,结论表明该设计方法是可行性。该设计方法对同类泵站的进出水流道设计有参考价值。     

双向贯流泵装置水力性能的数值分析

在不同直导叶下，应用全流场三维湍流数值模拟方法，进行了轴伸式贯流泵站双向运行的三维湍流内部流动研究及性能预测，探讨了导叶型式对泵站性能的影响，并与弯导叶进行了比较。结果显示，导叶对改进流道内的流态有明显效果，可消除流道内的反向流动，使流动变化均匀；弯导叶对泵站正、反向运行性能反应敏感，直导叶下泵站正、反向运行性能较为接近，对泵站性能影响较小，为双向运行时间较为接近的泵站可选方案。     

基于三维数值模拟的柳港泵站肘形进水流道优化设计

传统肘形进水流道设计采用经验设计方法,难以定量比选最优方案。以柳港泵站肘形进水流道优化设计为目标,通过改变流道顶板仰角和流道出口段高度,拟定五个设计方案,采用基于CFD的三维数值模拟方法分析流道内部流场,根据流道出口断面的流速分布均匀度、流道出口断面的速度加权平均角度和流道水力损失等参数比选,优选出最优方案。本文为进水流道设计提供了更精细的优化手段,弥补了传统经验设计方法只能定性分析的不足,得到的最优设计方案已被实际工程采纳,可供类似工程参考。