泵站進水池自由表面漩渦及防護措施研究(1)

1、中圖分類號：UDC：工程碩士學位論文泵站進水池自由表面漩渦及防護措施研究碩士研究生：魏航導師：劉超教授專業(yè)：水利工程揚州大學二0一六年四月魏航：泵站進水池自由表面漩渦及防護措施研究摘要自由表面漩渦是水工建筑物進水口前常見的水力現(xiàn)象，在水電站引水管道，溢洪道，導流隧洞，泵站進水池和船閘等進水口時有發(fā)生。自由表面漩渦發(fā)展到一定程度將演化為吸氣漩渦，給工程建筑物和設(shè)備帶來嚴重危害。自由表面漩渦的生成和演化機制復(fù)雜，研究自由表面漩渦運動的現(xiàn)象和

2、規(guī)律，揭示其流動機理，是大量工程實踐提出的迫切需要解決的問題。首先對軸流泵裝置進行外特性試驗，通過對測試數(shù)據(jù)整理分析，結(jié)果表明：在葉片安放角為O轉(zhuǎn)速為2400r／min工況下，該裝置的最高效率約為7243％，對應(yīng)的最優(yōu)流量約為336L／s，揚程約為200m，功率約為0912kW。本文在實驗觀測的基礎(chǔ)上，采用國際先進的V3V非接觸體三維測量技術(shù)，對自由表面漩渦演化不同階段的流場結(jié)構(gòu)進行了測量，通過對測量數(shù)據(jù)進行分析，得到自由表面漩渦流場四

3、種渦型隨時間演化規(guī)律和隨空間變化的規(guī)律。自由表面漩渦在演化過程中，圓周速度Vu在渦核內(nèi)分布的特征是渦核中心的數(shù)值接近于零，漩渦圓周速度在隨著半徑的增大而增大，當增大到一定的程度后又逐漸減小，在此變化過程中存在最大值。漩渦圓周速度隨著半徑變化的規(guī)律不隨漩渦發(fā)展階段而變化，即圓周速度隨半徑的變化是一個相似的規(guī)律。自由表面漩渦在演化的不同階段，圓周速度最大值在深度方向的變化基本上是相似的，隨著所取截面深度的增加，圓周速度基本上是先增加，增加到

4、一定值后逐漸減小，其最大速度不在水面上，而是在水面以下某一深度。漩渦圓周速度最大值隨截面深度的變化的規(guī)律也不隨漩渦發(fā)展階段而變化。隨著圓截面半徑的增加即隨著積分半徑的增加，同一水平斷面渦核附近的環(huán)量值越來越大，環(huán)量變化幅度也逐漸增大，漩渦環(huán)量值隨著半徑的變化規(guī)律不隨漩渦的發(fā)展階段變化；隨著水平斷面位置的升高，環(huán)量值基本上也越來越大，且圓截面半徑越大，增加的幅度也越大，漩渦環(huán)量值隨著截面深度變化的規(guī)律也不隨漩渦的發(fā)展階段變化。通過在進水池