侧向进水泵站进水池流态改善措施研究

【目的】研究水泵进水池的流态对水泵进水条件的影响。【方法】结合南通地区某侧向进水泵站,利用CFD数值模拟了该泵站工程潜没式进水池的流态状况。【结果】在进水池内添加隔墩、立柱等整流措施,可以改善进水池的流态,为吸水管创造了良好的进水条件。【结论】研究成果为同类泵站工程进水池的改造提供一定的参考价值。     

城市取水泵站进水池进水流态的改善

在介绍城市取水泵站进水建筑物布置特点的基础上,结合上海市长江引水三期工程取水泵站水力模型试验,针对单台泵运行和多台泵组合运行等多种运行条件,对进水池表面流态和典型过流断面流速分布进行了量测;并据此分析了进水池产生主流居中,底坎附近和底坎前区域产生回流区,进水流道前产生由池壁流向中间机组的斜向流,以及在边机组进水流道进口处产生间歇性漩涡等不良流态的原因。提出了取消底坎,在进水池扩散段设置八字形导流墩和边机组进水流道前设置消涡板等改善不良进水流态的措施。试验结果表明:改善措施可以有效地改善进水池进水流态,提高水泵运行工作效率。     

灰埠泵站前池和进水池流态的数值

泵站前池和进水池内的流动状况对水泵进口流态及机组的运行状况有很大的影响。利用标准紊流模型对灰埠泵站在设计流量下运行时，前池和进水池内的流动进行了三维数值模拟分析。结果表明，计算区域内整体流动对称。在前池末端和进水池入口的两侧有一对旋涡，但旋涡强度不大，对水泵进口流态影响较小。速度矢量和压力分布显示，中间4台大机组喇叭管入口附近存在不同程度的小漩涡，流动有一定不对称性，而两侧小机组喇叭管入口流速在周向上基本分布均匀。总体来说，各机组进水条件较好，但两侧小机组进水条件较优。     

泵站圆形进水池进水流态及水泵性能研究

结合某城市雨水污水合建式泵站水力模型试验，研究和分析了雨水污水合建式泵站圆形进水池的进水流态及进水流态对水泵性能的影响，提出了改善进水流态的措施，实施结果表明，采取所述措施后，有效地改善了进水流态和水泵运行工作性能，大大提高了泵站的工作效率。     

泵站前池与进水池整流数值模拟

针对田山一级泵站采用闸门控制前池与进水池水位形成了闸下射流的引水特点,提出了改善前池与进水池水流流态的整流工程措施.采用雷诺时均N-S方程,结合标准k-ε湍流模型,对整流前后的前池与进水池水流流态进行了数值模拟,计算中不考虑泥沙对水流运动的影响.结果表明,采用非连续底坎、非连续挑流坎与压水板等3种整流措施相结合的方式后,前池与进水池的闸底射流长度明显变短,表面回流基本消失,断面流速分布趋于均匀,且前池与进水池底部及水泵进口附近的流速明显减小.现场试验也表明,在实施整流措施后,在两种运行工况下,泵站装置效率分别提高了1.82%和5.96%,机组振动幅度分别下降了21和52μm,且池内泥沙淤积基本消除.     

进水池流态对泵进口流场的影响

中小型泵站通常运用进水池来为水泵提供进水条件。进水池中流态的好坏直接影响泵进口的流场，从而影响到水泵的系统性能。介绍了国内对进水池流场研究的进展情况，论述了其对泵进口流场的影响，探讨了对进水池流场研究的方法，分析了各种方法研究的利弊。     

小型闸站式侧向泵站进水流态数值模拟研究

基于RANS方程和RNG k-ε湍流模型,开展了某小型闸站式侧向进水泵站进水流态的数值模拟研究,并针对原方案进水池内存在的不良流态提出了3种不同的整流措施,观察了各进水池流态,分析了进水池泵前纵剖面轴向速度分布均匀度、速度加权平均角和轴向平均流速.计算结果表明:原方案下,1#—3#进水池存在大范围的回流区,回流区由进水...     

水泵站开敞进水池三维紊流数值模拟

针对典型的水泵开敞式进水池，应用紊流模型对进水池及水泵吸水管内的流动进行三维数值计算，计算结果与实验流态、实测数据一致。水泵进口流速呈不对称分布，表面漩涡和水下漩涡均有可能存在，必须采取适当的消、防涡措施保证水泵正常运行。同时揭示了进水池内流动规律，提出进水池设计的控制尺寸。     

泵站矩形进水池临界淹没浓度试验研究

在量纲分析的基础上,通过试验,定量观测了池宽、喇叭口悬空高、后壁距、流量等对泵站矩形进水池临界淹没深度的影响,给出了一定尺寸范围内确定临界淹没深度的经验经验公式。     

泵站开敞式进水池几何参数的数值模拟

基于定常不可压流体的控制方程和重整化群湍流模型,应用SIMPLEC算法,计算了不同几何参数的泵站开敞式进水池定常流动.研究表明过小的后壁距将引起进水喇叭口的单向进水趋势,过大的后壁距将导致后壁产生较大区域的回流区;过小的悬空高使得流入喇叭口的水流流线过于弯曲,过大的悬空高将形成喇叭口的单面进水,导致水泵进口的轴向流速分布不均匀.研究显示矩形、梯形和半圆形进水池水力性能相近,ω形进水池的水力性能最佳,进水管流速分布均匀.基于数值模拟结果提出的进水池主要尺寸参数的范围和后壁平面形状,可应用于工程实际.     

泵站开敞式进水池几何参数的数值模拟

基于定常不可压流体的控制方程和重整化群湍流模型,应用SIMPLEC算法,计算了不同几何参数的泵站开敞式进水池定常流动。研究表明过小的后壁距将引起进水喇叭口的单向进水趋势,过大的后壁距将导致后壁产生较大区域的回流区;过小的悬空高使得流入喇叭口的水流流线过于弯曲,过大的悬空高将形成喇叭口的单面进水,导致水泵进口的轴向流速分布不均匀。研究显示矩形、梯形和半圆形进水池水力性能相近,ω形进水池的水力性能最佳,进水管流速分布均匀。基于数值模拟结果提出的进水池主要尺寸参数的范围和后壁平面形状,可应用于工程实际。     

泵站侧向进水流态及其改善措施机理探讨

文中介绍了国内常用泵站侧向进水布置的几种基本形式，论述了侧向进水条件下水流的流动状况及其基本特征，探讨了进水流态研究的方法，分析了几种为改善进水流态采用的一些整流措施的机理。研究成果对我国面广量大的大中型及小型泵站存在的侧向进水不良流态改善有借鉴意义。     

侧向进水多机组泵站进水流态改善措施研究

结合上海市污水治理三期工程之一的汶水路泵站水力模型试验，研究和分析了侧向进水多机组泵站集水池的进水流态及产生不良流态的原因，提出了改善不良进水流态的措施，试验研究结果表明，改善措施有效地改善了进水流态和水泵运行工作性能，提高了泵站的工作效率。     

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。     

进水池表面吸气涡数值模拟与试验

为了有效地消除表面吸气涡,对进水池内流场进行了数值计算,模拟了表面涡吸气的动态过程;建立了试验模型,验证CFD方法的可靠性;并提出了圆形盖板消涡装置,探求其有效性;采用了螺旋度密度分析法,揭示了表面涡的吸气及其抑制机理。结果显示:采用的CFD方法可以较好地预测表面吸气涡的动态过程;吸气准备阶段,自由水面出现凹陷,喇叭管进口附近形成螺旋度密度管;随着气体从自由水面进入水体,自由水面下方形成另一螺旋度密度管;当连续气柱形成时,两个螺旋度密度管相互连通,形成气体通道;通过在自由水面和喇叭管进口之间放置一定尺寸的圆形盖板装置,可以消除表面吸气涡。     

泵站进水流道内部流态模型试验方法研究

设计了泵站进水流道流态模型试验装置，不带模型泵进行了进水流道内部流态模型试验；介绍了“半肘形”进水流道和对拼钟形双向进水流道两种形式流道内内部流态的模型试验情况；结合应用实例，简述了不带模型泵、单独对进水流道进行模型试验研究的特点。     

1000MW电厂循环水流道进水池三维

电厂进水池的流态直接影响到水泵的工作状况、气蚀性能和安全运行保证率,因此在进水流池体型研究与水力设计中都特别关注这一问题。针对大型1000MW电厂进水池工程实际,应用κ～ε紊流模型对进水水池及喇叭口附近流场进行三维水流数值模拟计算, 分析研究了吸水池及喇叭口附近的流速、压强及涡漩分布,同时也对进水池数值模拟的计算参数及网格处理进行了分析讨论。数值模拟结果分析表明,计算结果与物理模型试验数据基本一致。为了消除水泵喇叭口附近的表面漩涡和水下漩涡,作者提出了保证水泵正常运行的进水池设计控制尺寸。     

开敞式进水池三维紊流流动模拟及水力优化计算目标函数

采用数值计算的方法研究进水池的水力优化设计，可以排除由于试验条件，试验方法等不同而产生的影响，从理论上对其进行比较系统的研究。诮直接求解三维雷诺平均Ｎ－Ｓ方程和标准ｋ－ε紊流模型方程程的方法，计算进水池内的流场；根据轴流泵转轮的设计条件，引入流速均匀度和水流入泵平均角度两个目标函数，从而为开敞式进水池及水泵喇叭管的水力优化计算准备必要的条件。     

城市污水泵站前池流态改善措施的研究

前池是泵站的重要组成部分，是引渠和进水池的衔接段。前池使得水流均匀平顺地从引渠进入进水池，为水泵运行创造良好的水力条件。但由于占地面积的限制，城市污水泵站前池面积一般较小，前池扩散段较短，因而污水进入前池后，水流难以扩散，易形成回流、漩涡等不良流态，严重时还会引起噪音、振动、汽蚀等现象，影响水泵正常运行。     

开敞式进水池内部流动的3DPIV实验研究

设计了一个适合3DPIV测量的轴流泵进水池装置,采用3DPIV技术对进水池内喇叭管下方水体进行测量,获得了测量区域流场的三维分布,分析了流场的流动规律。研究发现,测量区域水流具有三维流动特征,但是流场无对称性,且流态变化较大;前部水流流动偏向右侧,后部等区域存在漩涡,漩涡位置有的比较固定,有的随时间变化。