大型低揚(yáng)程泵站泵裝置能量性能計(jì)算方法研究及應(yīng)用.pdf

1、大型低揚(yáng)程泵站在水資源調(diào)配、農(nóng)業(yè)灌排、水環(huán)境改善和城市抗洪排澇等方面起著重要作用。我國(guó)大型低揚(yáng)程泵站數(shù)量多，能耗總量大，為適應(yīng)節(jié)能減排的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)泵站能量性能的要求越來(lái)越高，特別是對(duì)于運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的大型低揚(yáng)程泵站，泵裝置的能量性能指標(biāo)近一些年來(lái)受到越來(lái)越多的重視。
　　長(zhǎng)期以來(lái)泵裝置能量性能的指標(biāo)主要通過(guò)理論分析或模型試驗(yàn)的方法獲得。采用單純理論分析的方法計(jì)算泵裝置能量性能，在其推導(dǎo)過(guò)程中往往需借助于一些近似或假設(shè)，與實(shí)際情況相差

2、較大;采用泵裝置模型試驗(yàn)的方法可以獲得準(zhǔn)確的能量性能指標(biāo)，但這種方法周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，且不利于多個(gè)方案的比較。為了在大型低揚(yáng)程泵站設(shè)計(jì)的過(guò)程中適時(shí)和準(zhǔn)確地了解所設(shè)計(jì)泵裝置的性能指標(biāo)，以便科學(xué)評(píng)價(jià)水泵及泵裝置的選型、進(jìn)出水流道水力設(shè)計(jì)是否滿足要求，因此有必要研究一種準(zhǔn)確度高和應(yīng)用方便的泵裝置能量性能計(jì)算方法。
　　本文應(yīng)用數(shù)值模擬和模型試驗(yàn)相結(jié)合的方法，以數(shù)值模擬為主、以模型試驗(yàn)為輔，研究得到了大型低揚(yáng)程泵站泵裝置能量性能計(jì)算方法，并

3、將其編制成易于掌握應(yīng)用的計(jì)算機(jī)軟件。本文具體研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)在研究相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，分析了泵裝置揚(yáng)程、水泵水力性能及nD值、流道型式及進(jìn)出水流道水力性能對(duì)低揚(yáng)程泵裝置能量性能的影響;
　　(2)在對(duì)立式軸流泵裝置、斜式軸流泵裝置和前置豎井貰流泵裝置等3種不同泵裝置型式的低揚(yáng)程泵裝置進(jìn)、出水流道優(yōu)化水力設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)上，采用CFD數(shù)值模擬的方法得到進(jìn)、出水流道的流態(tài)并準(zhǔn)確計(jì)算進(jìn)、出水流道的水頭損失，再以透

4、明流道試驗(yàn)檢驗(yàn)為輔的研究方法來(lái)檢驗(yàn)流道中水流的流態(tài);
　　(3)對(duì)“水泵模型測(cè)試段”、“泵段”的概念以及兩者性能之間的差別進(jìn)行較為細(xì)致的分析;比較和分析泵裝置與泵段水力性能的差別;根據(jù)南水北調(diào)天津同臺(tái)測(cè)試的結(jié)果，對(duì)泵段效率進(jìn)行修正;
　　(4)根據(jù)流道、泵段的計(jì)算結(jié)果，利用泵裝置與泵段、流道之間的能量平衡關(guān)系，研究低揚(yáng)程泵裝置效率計(jì)算方法;計(jì)算了立式軸流泵裝置、斜式軸流泵裝置和前置豎井貫流泵裝置等3種不同泵裝置型式低揚(yáng)程泵站

5、的水泵泵段效率、水泵軸功率、水泵泵段揚(yáng)程、泵裝置效率等能量性能參數(shù);并將計(jì)算結(jié)果與泵裝置模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性;
　　(5)以Visual Basic6.0作為軟件編制平臺(tái)，將大型低揚(yáng)程泵裝置能量性能計(jì)算方法編制成計(jì)算機(jī)軟件并進(jìn)行應(yīng)用。
　　本文所研究得到的大型低揚(yáng)程泵站泵裝置能量性能計(jì)算方法可應(yīng)用于大型泵站工程，特別是在泵站工程設(shè)計(jì)的項(xiàng)目建議、可研和初設(shè)等不同階段，為泵裝置的選型、設(shè)計(jì)、招標(biāo)等提供科學(xué)依