基于欧拉固液两相流模型的泵站进水侧流场三维模拟

针对泵站过水建筑物中出现大量的泥沙淤积和不良流态,基于欧拉固液两相流模型对大型泵站进水侧流场进行三维CFD数值模拟.数值模拟结果表明,泵站原始的布置方案会引起低速区、漩涡以及回流等不良的进水流态,会导致在泵站前池出现泥沙淤积的现象.为了改善泵站进水流态和减少前池的泥沙淤积,对泵站分水堰形状进行修改并在引渠段加设整流底坎.数值模拟结果显示,通过对泵站原始布置方案的修改,消除了前池内的回流,漩涡的范围也有所减小,泥沙淤积的现象得到了较大的改善,水流中的泥沙体积分数平均减少了13％.     

改善泵站前池工作条件的技术措施

针对泵站前池运行中出现的水流紊乱和泥水淤积问题,指出在设计中要着重前池扩散角和氏纵坡,并采取适当的工程措施,以改善工程措施,以改善前池的工作条件     

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.     

高含沙水泵站侧向进水前池试验与分析

泵站前池扩散段较短,来流进入前池后,水流难以均匀扩散,易形成回流、旋涡等不良水流态,从而影响水泵效率,造成能源浪费。通过水工模型试验,观测多泥沙河流引水工程泵站"紧缩式"侧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。相同条件下前池宽度越大水流流态越好,前池宽度为3 m时,水面波动范围-0.3～0.3 m,局部有非贯通表面回流漩涡,最大直径0.5 m左右;在相同水沙条件下,前池宽度与淤积量表现出正相关的关系。结合试验结果,提出改善前池流态、提高泵站效率、降低泥沙淤积的泵站"紧缩式"侧向进流的优化体型,为设计单位进一步优化比选提供了借鉴。     

用蒙特卡罗方法计算泵站前池泥沙淤积

为获得较好的流态,泵站前池中常设有整流底坎、导流墩、隔墩,泵站前池内的水流泥沙运动是一种复杂的三维运动。用标准稳态k-ε双方程二阶紊流封闭模型模拟泵站前池三维流场,在全面分析紊流场中泥沙颗粒受力的基础上,建立模拟泥沙颗粒运动的随机游动模型,并用蒙特卡罗直接模拟方法,计算泵站前池的泥沙淤积。实例计算表明,方法能够得到较为合理的泥沙淤积分布形态,且计算直观、简便、灵活。     

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。     

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。     

深圳市东江水源工程取水口泥沙淤积分析及治理措施

深圳市东江水源工程运行9年来,取水口及进水隧洞、泵站前池有大量泥沙淤积,影响到工程的安全运行。采用实测资料分析与理论研究相结合的方法,初步研究了该工程泥沙淤积问题,并据此提出相应的治理措施。研究结果表明,取水河段河势变化和取水口工程不合理的布局是泥沙严重淤积的2大主要原因,通过稳定取水河段河势、取水口改造2大主要措施来减小进沙、保证安全取水是可行的,也是有效的。此外,加强取水口上下游河段地形的监测,开展河床演变分析和进行全动床物理模型试验,研究进水隧洞和泵站前池的泥沙淤积及运行规律,为今后研究河床及水沙条件变化下取水工程安全取水提供对策。     

泵站有压前池流态改善措施的研究

有压前池是前池的一种特殊形式，泵站运行过程中，水流一直处于有压流状态。本文结合某自来水厂送水泵站整体水力模型试验，对有压前池的水力特性进行了研究，提出了改善不良流态的工程措施。     

宁夏引黄灌区调蓄水池水质净化效果研究

针对黄河水微灌泥沙含量高、极易堵塞灌水器的难题,开展了黄河宁夏段泥沙特性、高效节水灌溉工程配套沉沙、调蓄水池水质净化,组合过滤器泥沙去除、水质净化研究。在对大量工程运行效果监测研究的基础上,提出了不同蓄水池规模、黄河水进入蓄水池沉淀时间、组合过滤器水质净化效果,同时结合宁夏引扬黄灌区特点,推荐黄河水微灌水质净化处理模式为渠道→预沉池→调蓄池→泵站前池→加压泵站→首部砂石+叠片过滤器或筛网+叠片过滤器→输水管网→配水管网→灌水器,可为宁夏高效节水灌溉工程建设提供技术支撑。     

轴流泵站经济运行方案的确定

轴流泵站建成后，灌排区域内作物组成、水文、气象等因素将发生变化，引起泵站进出水池水位、泵站扬程和流量发生变化，致使泵站运行效率低，能源消耗高．为保证泵站在原有设备的条件下经济合理地运行，达到提高泵站效率，降低能源消耗，减少运行费用的目的，提供了根据泵站的提水流量、进出水池水位和泵站扬程的变化。通过调节轴流泵的叶片安装角度，来提高泵站效率和降低能源消耗的技术措施，给出了用系统分析的方法确定轴流泵经济运行方案的数学模型、约束条件和求解方法．通过多座泵站的应用，并经泵站测试，泵站效率已得到提高，取得了良好的效果．为泵站的经济运行提供了依据．     

竖井式贯流泵装置设计

结合苏州市西塘河引水工程裴家圩泵站的选型，介绍了常用低扬程泵站的结构形式与特点，较详细地叙述了竖井式贯流泵装置及其流道与断流方式的设计。该装置还在无锡市防洪工程梅梁湖泵站、常州市，武澄锡横塘片洼地治理北枢纽泵站工程设计中采用。结果表明：竖井贯流泵装置作为一种新的低扬程水泵装置形式，与灯泡贯流泵相比，具有结构简单、工程投资省、便于管理维护等优点，可进一步推广使用。     

滴灌泵站调速工况等效性理论分析

为了探明滴灌加压泵站调速运行条件,分析了滴灌泵站运行特点,并在叶片泵基本方程基础上分析了滴灌泵站装置运行工况与离心泵调速运行工况之间的关系,以及影响调速工况等效性的因素。结果表明,虽然在理论上滴灌泵站调速运行中离心泵运行工况可以无条件等效,但是,实践中滴灌系统过滤装置水头损失升高,使系统装置特性曲线斜率增大,并且还随着水泵调速幅度的增加而增大,不仅使得水泵调速前、后工况效率不相等,还将导致滴灌系统不能正常工作。所以滴灌泵站的调速范围应小于允许的单泵调速运行范围。另外,水泵降速超过一定范围后造成叶轮内速度三角形夹角α2（叶轮出口处叶片的牵连速度与流体绝对速度之间的夹角）增大,叶轮水力条件不再相似,水泵调速前、后的运行工况的效率不再相等。本研究对完善滴灌泵站管理理论有帮助。     

底部形式对一体化泵站水力性能CFD 影响研究

为探究一体化泵站不同底部形式对水力性能的影响,选取2台潜水轴流泵为研究对象,在一定流量条件下,基于CFD软件,分析泵站底部分别采用圆弧、椭圆、斜坡形式时的内部流动特性。由于底部形式的改变,导致泵吸水受影响,其中泵Ⅰ水力效率、进口流速均匀度高于泵Ⅱ 4%左右,泵Ⅰ进口加权平均角高于泵Ⅱ 1%~3%。底部形式为圆弧时,流态分布无明显差异,但两泵效率偏差相对较大。当圆弧半径为2.0 R时,流速均匀度与加权平均角有所增高,流态相对较好;在椭圆弧式底部形式下,流速分布较好,水泵效率较高,推荐选取椭圆弧半径为0.2 R;在斜坡底部形式下,随斜坡角度增加,易引起漩涡,流态发生恶化等,建议选取底部斜坡角度为30°。     

MODEM实现自来水加压泵站远程监控

根据自来水加压泵站较为分散、偏远等特点，利用S7-226 PLC逻辑控制、自由口通信功能及HODEM的远程通信能力相结合，解决了加压泵站的超远程监控，给出了上位机拨号通信程序，以及自由口通迅数据帖格式、通迅程序等。该监控方式可在乡镇自来水加压泵站得到推广应用。     

旁通管在供水泵站流体过渡过程控制中的应用

结合呼和浩特市引黄供水工程管线长、坡度平缓且进水池水位高、管轴线为倒坡的特点，分析了该系统事故停泵水力过渡过程的特点是水锤压力不大，但由于管中水体汽化而大量存气，提出了在水泵两端并联一根旁通管的工程措施，并介绍了旁通管的工作原理及其边界条件的数学模型，通过数值模拟分析验证了该方案的可行性。     

潜水电泵在坡地喷灌工程中的应用前景

本文在分析南方坡地灌溉工程特点的基础上，阐述了坡地喷灌工程选用潜水电泵的优势，并通过一个典型喷灌工程不同泵型及泵站设计方案的对比，探讨了潜水电 泵在坡地喷灌工程应用的可行性及其有待解决的技术问题。     

变频调速在水泵节能技术中的应用研究

通过对水泵节能原理的分析，指出水泵调节运行时能量损耗的大小较大程度取决于控制流量的方式；结合对几种常见调速方法性能的比较。归纳了水泵采用变频调速的优点；依据实例提出：对于大型泵站和耗电量大且装置扬程变化较大的泵站最好采用变频调速。     

双向进水流道模型脉动压力测试及其特性

分析了脉动压力测试过程中的主要影响因素，针对泵站流道模型脉动压力的测试主要受水泵振动影响的特点，提出了采用隔振原理进行模型设计，从而有效减小水泵运行时振动对脉动压力信号影响的方法，成功地对水泵启动及稳定运行过程中流道内的脉动压力进行了量测，并根据水泵不同的运行方式，采用不同的采样频率对脉动压力信号进行采集和分析处理，得出了各种工况下脉动压力的幅值和频域特性。