無錫市九里河水利樞紐泵站進出水流道優(yōu)化研究.pdf

1、九里河泵站是無錫市城市防洪除澇工程之一，泵站為特低揚程泵站，安裝葉輪直徑2.2m的2200ZLB15-2型立式軸流泵3臺套，總流量45m3/s，設計揚程分別為1.48m和1.42m。泵站采用平面蝸殼(鐘形)進水流道，箱涵式出水流道，結(jié)構(gòu)新穎。 國內(nèi)的大型低揚程泵站中，肘形進水流道加虹吸式出水流道是比較傳統(tǒng)的組合形式，后來鐘形進水流道加直管式出水流道的組合逐漸流行起來。但鐘形進水流道加箱涵式出水流道的做法還很少見，其中有大量內(nèi)容值

2、得研究。 本文的研究分為兩大部分，鐘形進水流道中選取了對工程造價影響明顯且爭論較大的流道高度(喇叭管懸空高度)作為研究對象；箱涵式出水流道中選擇了經(jīng)驗數(shù)據(jù)很少的喇叭管高度(喇叭管懸空高度)及后壁距離、后壁形狀作為研究內(nèi)容。文中分別設計了多種方案的水工物理模型和數(shù)值模型。通過深入研究，嘗試揭開相關(guān)因素對流道性能的影響規(guī)律。 目前科學研究的三大方法分別是：理論分析、實驗測量和數(shù)值模擬。理論分析的優(yōu)點在于所得結(jié)果具有普遍性，各

3、種影響因素脈絡清晰，是指導實驗研究和數(shù)值計算的理論基礎，但大多數(shù)情況下很難得到解析解。實驗測量得到的結(jié)果真實可靠，它是理論分析和數(shù)值方法的基礎和驗證手段，但受種種條件制約，有時很難開展所需的實驗。數(shù)值模擬克服了前面兩種方法的缺點，在計算機上實現(xiàn)一個特定的計算，就好像做一次物理實驗。并可得到完整的數(shù)據(jù)，但它的實現(xiàn)需要理論支持，真實性需要實驗驗證。 本論文將實驗測量和數(shù)值模擬相結(jié)合，兩者數(shù)據(jù)相互驗證，試圖從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，總結(jié)經(jīng)驗。

4、 本文中進水流道共做了4個水工模型實驗方案和6個數(shù)值模擬方案；出水流道做了12個水工模型實驗方案及數(shù)值模擬方案。水工實驗中按相似原理分別制作了進出水流道物理模型，實測了流道的水力損失和部分流態(tài)數(shù)據(jù)。數(shù)值模擬中選用了工程實踐中最常見的雷諾時均N-S方程和標準k-ε雙方程模擬湍流運動、應用有限體積法離散控制方程、SIMPLEC算法求解方程組的方法，最終得到各種方案的模擬計算結(jié)果。 試驗和計算結(jié)果表明，鐘形進水流道的高度(喇叭管懸