调压灌溉系统压力变幅对应关系的研究

建立调压灌溉系统各部分压力变幅的对应关系是合理确定调节压力极限的基础。通过管网各节点压力变量的分析及建立水泵机组供水扬程与调压罐压力平衡之间的关系,提出了田间压力变幅,水泵扬变幅与高压罐压力,水位变国直接对应关系,据此可简单地根据田间灌水质量所要求的田间压力允许变幅及水泵机组经济安全运行所允许的扬程变幅,综合确定调压罐的调节压力限。     

利用调压池自动控制群井联用管灌系统研究

利用调压池水位变化对多井联合运用低压管灌系统,进行自动控制是一种简单、易行、投资省的自控方法。同时调压池具有调节压力、流量及防水锤等功能。该文叙述了利用调压池自控方法的原理,从供水、用水及调压池三者间的水量平衡关系,推导了满足水泵机组断续运行允许周期条件下,调压池有效调节容积计算式及调压池总容积计算式,并结合实际工程进行了计算说明。     

长距离供水工程空气罐调压塔联合防护水锤

结合某实际供水工程并基于特征线法,建立了包含水泵、管道及水锤防护措施的全系统过渡过程数学模型,模拟了停泵工况下系统的压力变化过程.通过计算发现,由于局部高点内水压力较小,为了保证沿线不出现负压,采用常规空气罐方案时,空气罐体积达到530.00 m³.针对常规空气罐方案体积过大的问题,提出了空气罐双向调压塔联合防护方案和空气罐单向调压塔联合防护方案,并对比分析了2种联合防护方案的效果.结果表明2种联合防护方案都能较大幅度地降低空气罐的体积.空气罐双向调压塔联合防护方案下,空气罐体积降至40.27 m³,但双向调压塔高度受测压管水头控制,水泵扬程较高时导致其高度较高,双向调压塔高达到27.00 m;单向调压塔的高度不受测压管水头限制,联合防护方案下空气罐体积为43.83 m³,但为了保证局部高点不出现负压,需增加沿线单向塔的数量.     

恒压喷灌系统调压罐大小与功耗关系剖析

明确调压罐的大小与其能耗间的相互关系是经济合理设计恒压喷灌系统的基础,本文首先通过试验,确认水泵机组启动功耗同机组运行过程功耗相比可忽略不计,并在此基础上建立了恒压喷灌系统功耗的数学模型,由此分析了调压罐大小与系统功耗间的相互关系。     

调压灌溉系统水泵机组运行状态的改善

根据调压灌溉特点和水泵性能曲线与机组断续运行的关系，提出了改善机组运行状态的几种调节方法，并给出了相应调整量的计算式。     

大型泵站水泵机组工况调节方式定量优化选择

为了合理选择水泵机组工况调节方式,实现大型泵站优化运行,考虑机组起停机特性、安装维护性、可靠性等因素,在此基础上,针对优化运行功能,在保证抽水流量的前提下,以设备投资与运行总费用之和最小为目标,提出了定量选择水泵机组工况调节方式的方法.该方法综合考虑了泵站的扬程变化范围、运行时间、变工况优化运行、运行费用及设备投资.应用该方法对典型泵型的工况调节方式进行了优化计算,结果表明:当泵站运行扬程偏离高效区较多或扬程变幅较大时,泵站需要设置变角或变频变速工况调节机构.泵站年运行扬程分布不同,工况调节方式选择受到一定影响.设备费用降低后,泵站采用变角调节或变频变速调节的扬程适用范围增大,设置工况调节方式实现优化运行的效果更加显著.该方法为定量确定水泵机组工况调节方式提供了依据.     

恒压供水系统调压罐合理容积及水泵流量合理分配关系的探讨

恒压供水系统调压罐容积大小及水泵流量间的分配关系是关系到系统经济及运行可靠性的关键因素。本文在分析总结几种典型容积计算式及其结果的基础上,分析了多泵并联供水各种工况下最不利运行情况,依据电动机允许启停运行的频度和周期,给出了恒压供水系统调压罐容积的合理计算式,进而给出了大小泵流量间的合理分配关系,并通过实际工程进行了计算。     

调压供水系统水泵的综合调节

根据调压供水特点，提出了调压罐与变径、变速综合调节的基本原理，从经济运行角度出发，给出了调压供水系统变径、变速最佳调节量的计算式及其调节对系统调压特性的影响。     

基于试验选优方法的多机组叶片全调节优化运行研究

针对淮安四站采用站内多机组叶片全调节日优化运行数学模型,以日耗电费用最少为目标函数,应用试验选优方法进行计算分析,研究同一时段内水泵各机组在叶片安放角相同时的优化运行效益。结果表明,考虑峰谷电价、不同负荷工作时,淮安四站站内多机组叶片全调节优化运行与定角恒速运行相比,单位费用及机组累计开机时长降低,且负荷越小,节省幅度越显著;泵站运行时基本上是高电价对应于小叶片角、少开机台数,反之亦然;此外,提出了一套不同日均扬程及提水负荷下泵站叶片全调节优化运行预案,该成果可为日均扬程变幅较小的大型泵站站内多机组叶片全调节优化运行提供参考,同时也为淮安站-淮阴站站间优化运行提供研究基础。     

丘陵区低压管道规划设计问题

丘陵区低压管道的规划设计，在管道系统布置、调压池设计和水力计算等方面，都存在着比平原区更多的技术问题。管道系统布置,主要就管道埋置深度,泵压与自压,水泵经济扬程,压力管道设计和管道附属设备提出了一些观点;通过对调压池的功能,构造和运行三方面的分析,认为调压池的建设,主要应满足低压管道运行所需的设计水压要求,在管道水力计算中,分别就自压管道水头压力和泵压管理水头压力给出了详细的计算公式,同时对给水栓处水头压力过大和过小的情况进行了分析.     

海水淡化多级泵轴向力试验

针对叶轮轴向力计算方法有多种,且不同经验公式计算的轴向力相差很大的情况,通过对海水淡化多级泵的单级模型泵进行轴向力试验,找出泵腔压力分别与泵流量、扬程以及泵腔径向尺寸的关系,并对传统轴向力理论计算公式进行修正.通过分析可知,轴向力传统理论计算公式的计算结果与轴向力试验数据有一定的差距,这主要是由于传统理论计算是在泵腔内液体以叶轮旋转角速度之半（ω/2）旋转的假设条件下得到的;但两者轴向力的变化趋势相同,均在关死点处达到最大值.用修正的理论公式得到的值与试验值在各流量点、各半径处均能较好的符合.     

基于VOF模型的真空吸鱼泵抽吸过程参数影响分析

真空吸鱼泵是水产养殖中用于起捕输送活鱼的一种重要工具,为探究真空吸鱼泵抽气压力、吸程及管道入口流速之间的关系,计算建立5种不同吸程的真空吸鱼泵流道物理模型,应用瞬态VOF方法捕捉不同参数影响下的水气界面气液两相流变化。数值计算结果表明：同一抽气压力下,不同吸程管道的入口速度在0.5 s内迅速增大,之后波动减小,且入口平均速度偏差仅3.4%,吸程对管道入口平均速度几乎无影响;管道内水抽吸至集鱼筒后,充满大量水与气团组成的泡沫状气液混合体,不同吸程下的集鱼筒在t=8 s时均已注满水;吸程为2、3、4、5、6 m的吸鱼泵抽吸过程的所需的临界抽气压力分别为-13、-14、-16、-20、-25 kPa,吸程与临界抽气压力关系拟合为多项式,可得出同一真空吸鱼泵在任意吸程条件下所需最大抽气负压值。     

基于旋壳圆筒效应的旋喷泵内部压力计算模型

旋喷泵内部压力提升是叶轮与旋壳共同作用的结果,一直以来泵腔内部压力根据叶轮出口压力确定,忽略了旋壳的圆筒效应,导致泵腔压力计算不够准确。为解决这一问题,基于旋壳圆筒效应建立旋喷泵内部压力数学模型,引入液体旋转系数,应用试验与数值计算相结合的方法对液体旋转系数进行了分析验证,并对液体旋转系数的影响因素进行了敏感性分析。结果表明:可以建立旋喷泵内部压力数学模型,通过理论计算内部压力分布,旋喷泵内部压力计算需考虑旋壳效应;试验泵液体旋转系数为0.75,在该系数下泵腔内部压力理论值与试验值吻合度较高;以一复式叶轮旋喷泵为实例,验证了该旋喷泵内部压力数学模型的可靠性。液体旋转系数影响因素敏感性分析表明:壁面粗糙度、转速、流量对液体旋转系数影响较小,试验范围内液体旋转系数介于0.736～0.764之间,波动较小,不超过3%,可以认为是定值。本研究结果可为旋喷泵内部压力理论计算及集流管安装高度选取提供参考。     

供水压力对节点渗灌管出水孔工作压力影响的研究

用土槽模拟试验的方法,对渗灌灌水时供水压力与节点渗灌管出水孔的水压关系进行了试验研究,结果表明:水源供水压力越大,水头损失越大,水头对渗灌管出水均匀效果产生影响,节点式渗灌灌水时供水压力以100cm水柱左右为宜.     

压力补偿滴头流动阻力分析与流量预测研究

为探究压力补偿滴头流动阻力产生的主要部位、变化及对滴头流量的影响,采用基于雷诺平均维纳-斯托克斯(RANS)模型的瞬态和稳态流固耦合计算方法,模拟研究了压力补偿滴头流体与弹性片之间的相互作用,分析了工作压力0~300kPa范围内弹性片变形、流动阻力与流量之间的关系。结果表明：数值模拟能够准确预测一定工作压力范围内压力补偿滴头的流量,不同工作压力下滴头流量模拟值与实测值的平均误差为12.32%。弹性片的变形经历快速变形、缓慢变形和长期微小变形3个阶段。随着弹性片变形程度增加,迷宫流道压力损失占比逐渐减小,压力补偿腔和副流道压力损失明显增加。流动阻力主要发生在迷宫流道、弹性片与凸台之间,弹性片接触凸台前,流动阻力主要取决于迷宫流道的能耗,滴头流量随工作压力的增加而增长。弹性片接触凸台后,流动阻力为工作压力的线性函数,滴头流量在一定压力范围内保持恒定;主流道结构影响压力补偿滴头的最小补偿压力,副流道结构对压力补偿滴头的流量调节作用具有重要影响。     

离心泵轴向力计算方法研究与试验验证

准确计算平衡腔液体压力是开平衡孔双密封环叶轮离心泵轴向力计算的关键技术.在设计工况下平衡腔液体压力数学模型计算中,引入了泵腔液体压力损失修正系数,解决了有液体泄漏时泵腔进口与后密封环进口液体压力差的计算问题.以降速后的IS80-50-315型离心泵为例,采用改变叶轮平衡孔直径和后密封环间隙来改变比面积的方法,研究了设计工况下平衡腔液体压力数学模型和轴向力的特性.研究结果表明,设计工况下平衡腔液体压力数学模型特性曲线,可以解决轴向力计算中平衡腔区域叶轮后盖板液体压力差计算这一关键问题;平衡腔液体压力是由平衡孔和后密封环构成的2道“闸阀”协联调节的结果,从控制轴向力角度,可通过轴向力特性曲线寻求叶轮平衡孔直径与后密封环间隙的最佳比值.用2个测试实例,验证了应用设计工况下平衡腔液体压力数学模型计算轴向力的可靠性.     

毛管调压设计方法的改进

在微灌系统设计中，当采用毛管进口安装调压管设计方法时，通常将一条支管上的毛管进口调压管长度分成若干等级。本文分析了调压管长度分级对灌水均匀度产生的影响，提出了改进毛管调压设计的方法。     

滴灌区加压泵站设计问题探讨

从滴灌工程设计原理和运行制度出发,分析了大型滴灌区首部加压泵站的流量变化特点和扬程构成因素,指出了该泵站扬程设计的复杂性,提出了加压泵站设计流量和扬程的计算方法以及选泵原则和泵站进水池设计要求。     

基于多目标模糊优化的低比转数多级自吸喷灌泵研究

在单级自吸离心泵基础上,提出了一种具有高自吸性能及优良外特性的多级自吸泵的自吸装置。基于多目标模糊优化设计,确定追求关死点扬程极大值、最大轴功率极小值的多目标优化模型,结合设计经验及工艺需求建立相关约束条件,并进行非线性极值求解,最后以最优解完成过流部件的水力优化设计。对多级自吸喷灌泵进行了外特性试验,发现原始模型泵的关死点扬程和最大轴功率分别为10.7 m和250.4 W,而新模型泵的关死点扬程和最大轴功率分别为13.3 m和189.6 W。