蜷曲式虹吸出水流道泵裝置水力特性及優(yōu)化.pdf

1、泵站出水流道是泵站工程水工建筑物重要組成部分，對于低揚程的立式軸流泵裝置，虹吸出水流道具有斷流方式簡單、水頭損失較小等特點，因此在立式軸流泵裝置的泵站工程設計中出水流道常采用虹吸出水流道。
　　本文原泵裝置模型是以某大型泵站泵裝置模型為原型，其采用的出水流道形式為蜷曲式虹吸出水流道，能夠較好的適應當?shù)氐牡匦螚l件，縮短了泵站縱向長度，從而節(jié)省了土建投資，具有較好的站身穩(wěn)定性。目前，國內(nèi)外對于蜷曲式虹吸出水流道的研究并不多，所以對該種

2、類型的出水流道的水力特性還有待深入了解。
　　本文采用CFX軟件，對原泵裝置模型進行數(shù)值模擬，計算結果表明:原泵裝置模型進水流道軸向流速均勻度較高，流線平順，但是出水流道流線整體較為紊亂，存在多處漩渦;其出水流道的水頭損失主要來源于彎管段產(chǎn)生的水頭損失;水流經(jīng)過出水流道由于渦動能的回收，渦量逐步減小，但是流經(jīng)出口附近時截面平均渦量有所增加，主要由于出水流道出口附近存在漩渦所致;對原泵裝置模型進行外特性預測，將預測的結果與試驗數(shù)據(jù)進

3、行對比，兩者整體趨勢基本一致，在小流量工況下，預測結果比模型試驗數(shù)據(jù)揚程略微偏小、效率稍微偏高，且差值很小，在設計工況附近及大流量工況高度吻合，表明計算結果可信。
　　針對原泵裝置模型出水流道存在的問題進行優(yōu)化，根據(jù)各截面中心之間的距離與截面面積的分布關系，發(fā)現(xiàn)原泵裝置模型出水流道出口截面明顯偏大，可以通過抬高出水流道出口底部高程，從而減小出口截面的面積、改善流態(tài)、提高泵站運行的效率，同時可以減少工程量。針對原泵裝置模型出水流道下

4、降段進行優(yōu)化，優(yōu)化方案1的出水流道下降段流態(tài)得到了明顯的改善，各典型截面的平均渦量降低，出水流道水頭損失降低，出水流道出口截面的軸向流速均勻度提高13個百分點以上，泵裝置運行效率在各個工況下，較原泵裝置模型提高了0.19個百分點至2.05個百分點，高效區(qū)明顯拓寬。
　　對出水流道整體進行進一步優(yōu)化，改變原泵裝置模型駝峰段截面面積，保證了出水流道各截面中心之間的距離與截面面積呈近似線性分布，優(yōu)化方案2很好的消除了原泵裝置模型出水流道

5、存在的多處漩渦，各典型截面的平均渦量得到了進一步的降低，出水流道的水頭損失在各個工況下減少0.03m以上，出水流道出口截面的軸向流速均勻度達到了88％左右，提高了18個百分點左右，泵裝置運行效率在各個工況下，較原泵裝置模型提高了0.23個百分點至3.64個百分點，其中在在大流量工況下，效率提高最為明顯。
　　研究了來流擾動對進、出水流道流態(tài)和水泵性能的影響，由于機組不對稱運行，水流不能平順的流入進水流道，通過水力特性的對比，來流擾