大中型泵站肘形進(jìn)水流道標(biāo)準(zhǔn)化研究.pdf

1、大中型泵站在我國水資源合理調(diào)配、城市防洪排澇、農(nóng)田灌排等領(lǐng)域中發(fā)揮了非常重要的作用，我國中央及各級政府正在不斷加大水利建設(shè)的投入，預(yù)計大中型泵站的建設(shè)還將迎來一段高峰期。由于立式泵裝置生產(chǎn)制造技術(shù)成熟、管理維護(hù)方便、運行穩(wěn)定性和可靠性較高，在大、中型泵站中得到了廣泛應(yīng)用。立式泵裝置中的進(jìn)水流道是泵站前池與水泵葉輪室之間的過渡段，其作用是在引導(dǎo)水流從前池流向水泵葉輪室的過程中有序轉(zhuǎn)向和均勻收縮，為水泵葉輪室進(jìn)口提供符合要求的流態(tài)。進(jìn)水流道

2、的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計對保證大中型泵站水泵機(jī)組的穩(wěn)定和高效運行具有十分重要的意義。
　　與立式泵裝置配套使用的進(jìn)水流道中肘形進(jìn)水流道水力性能應(yīng)用最為廣泛，其中，南水北調(diào)東線一期工程14座新建立式泵站全部采用了肘形進(jìn)水流道。面對實際工程中對肘形進(jìn)水流道的要求，肘形進(jìn)水流道設(shè)計過程中存在的兩個問題日益突出:由于設(shè)計人員的經(jīng)驗不同，肘形進(jìn)水流道的設(shè)計質(zhì)量缺少可靠的保證;在實際的設(shè)計過程存在著大量的重復(fù)設(shè)計、重復(fù)研究等重復(fù)性工作。
　　肘形進(jìn)

3、水流道標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的主要意義在于可保證每座大中型立式泵站肘形進(jìn)水流道水力設(shè)計的高質(zhì)量，確保水泵機(jī)組運行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性;避免大量的流道優(yōu)化設(shè)計計算和模型試驗等重復(fù)性研究工作。
　　對立式泵裝置肘形進(jìn)水流道控制尺寸的取值范圍進(jìn)行的統(tǒng)計結(jié)果表明，肘形進(jìn)水流道控制尺寸相對值的變化范圍不大，相對于平均值的離散性較小，便于進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。水電站彎肘形尾水管很早就實行了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，對于提高水電站的設(shè)計水平發(fā)揮了重要的作用。
　　因此，在對肘形

4、進(jìn)水流道進(jìn)行深入理論研究和大量工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上，本文對肘形進(jìn)水流道進(jìn)行了優(yōu)化水力設(shè)計研究，并提出了大中型泵站肘形進(jìn)水流道標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的問題。
　　本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　(1)在分析大型泵裝置進(jìn)水流道水力設(shè)計理論方法的基礎(chǔ)上，分析在實際工程中泵站肘形進(jìn)水流道主要控制尺寸的取值范圍;
　　(2)闡釋標(biāo)準(zhǔn)化的重要作用和形式，提出肘形進(jìn)水流道標(biāo)準(zhǔn)化的要求及研究方法;
　　(3)提出肘形進(jìn)水流道參數(shù)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型，闡

5、述三維湍流流動數(shù)值模擬數(shù)學(xué)模型;
　　(4)以流道出口斷面流速分布均勻度和水流入泵平均角度為目標(biāo)函數(shù)，對肘形進(jìn)水流道常用范圍內(nèi)的主要幾何參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化水力設(shè)計研究;
　　(5)研究擬標(biāo)準(zhǔn)化肘形進(jìn)水流道的系列劃分，采用三維數(shù)值計算方法計算擬標(biāo)準(zhǔn)化的肘形進(jìn)水流道的水力性能;
　　(6)通過對肘形進(jìn)水流道數(shù)值計算和模型試驗結(jié)果的比較分析，檢驗本文所采用研究方法的可行性和可靠性。
　　本文得到以下結(jié)論:
　　(1)對