侧向进水泵站前池流动特性及调控措施分析

为解决江苏省扬州市施桥泵站侧向进水前池大范围回流的问题,以施桥翻水站进水建筑物为研究对象,基于雷诺时均N-S方程和RNG k-ε模型,采用CFD软件对侧向进水前池和进水池进行联合数值计算,分析了不同整流措施时前池和进水池的流动特性,提出了若干整流措施并定量分析了流态调控效果,结果表明:无整流措施时,侧向进水泵站2号和6号进水池流态较为紊乱,流线分布不均;通过3个方案整流措施分析,在前池增设底坎时进水池流线分布均匀,流速分布合理,且各水泵机组的进水池进口特征断面轴向流速分布均匀度平均提高了约30%,整流效果显著。研究成果可为类似泵站工程流态改善提供参考。

肘形进水流道在有压侧向进水泵站技术改造中的应用

在模型试验的基础上 ,优化水力设计 ,采用施工新工艺和新方法 ,使得泵站技术改造取得了极大的成功 ,消除了泵站振动危害 ,提高了装置效率 ,产生了一定的经济和社会效益 .

基于数值计算和模型试验的泵站侧向进水结构优化

文本以某泵站侧向进水结构为研究对象,通过数值计算与模型试验,比较不同设计方案对泵站侧向进水结构优化前后模型的水力特性。研究结果表明,各个机组的进水流道出口处断面加权偏流角平均值比原模型提高了12.93°;并且数值模拟结果与试验结果非常接近,相对误差都在5%之内。利用数值计算和模型试验,能够实现泵站的侧向进水结构优化。

侧向进水泵站前池整流技术研究综述

针对侧向进水泵站前池水流流态的改善问题,概括了当前侧向进水泵站前池整流技术在流动特征、研究方法和整流措施等方面的研究进展,指出还需要在旋涡生成机理、比尺效应、配水孔整流方式和实际工程优化设计方法等方面进行进一步的研究。

大型泵站侧向进水前池模拟及水力优化

以深圳市沙井排水泵站为例,采用三维模拟软件CFD对泵站前池整流进行了数值模拟及水力优化,并利用物理模型试验进行了验证。结果表明,在一定水力损失范围内,前池的配水渠段加设挡水堰并进行改进后,能明显改善水流流态,有助于减弱甚至消除侧向斜交水流惯性作用产生的偏流现象,可为泵站侧向斜交进水方式的研究提供参考。

侧向进水城市排水泵站配水池水力优化设计

针对侧向进水泵站前池中容易出现流态紊乱、各水泵机组来流不均的问题,利用计算流体力学(CFD)对设置配水池后的前池三维流场进行了数值模拟,研究了配水池的进口跌坎高度、底部结构形式和宽度对配水效果的影响,通过比较给出了优化设计参数。结果表明,配水池设计参数的优化可以显著提高其配水效果,为各水泵机组提供比较接近的来流条件,有助于提高泵站的整体运行性能。

侧向进水泵站配水孔数模优化

对侧向进水泵站配水孔进行了数模优化,建立了配水孔优化目标函数,通过改变配水孔的型式、配水孔截面高宽比、配水孔长度这3个因素,分别研究它们对配水效果的影响,通过数模计算比较出最优值,得出了配水孔优化的相关结论。

带有侧向进水旋转滤网的泵房进水流道模型分析

苏州华能电厂循环水泵房旋转滤网采用了侧向进水的布置形式,其进水流道长度只有泵吸管喇叭口直径的7.36倍,较常规设计(9D)偏短,水工模型试验结果表明该设计是合理的;同时与减小进水流道长度和滤网出口至两边导墙的扩散角以及降低胸墙底部高程等不同方案进行了对比试验,探讨了优化设计的可能性,对类似工程的设计和研究具有很好的参考价值。

电厂机组泵房侧向进水前池流态水力试验研究

通过对某电厂自流式引水明渠与机组循环水泵房进水前池连接段的研究,探索了多种侧向垂直箱涵进水连接形式的水力性能及对前池水流流态均匀性和稳定性的影响,提出优化的布置形式、几何形状以及改善流态的工程技术措施,以满足工程设计的要求,也为类似工程的设计和研究提供了有益的参考。

城市排水泵站侧向进水前池流态的研究

在城市排水泵站中,由于受地形、用地的限制,常采用布置紧凑的侧向进水前池.然而,侧向进水将会造成前池水流紊乱,流速分布不均,产生局部的回流、漩涡等,从而影响了水泵的效率.结合上海污水治理三期工程汶水路泵站模型试验,对侧向进水前池的流态进行研究,并提出改善不良流态的工程措施.

泵站侧向进水前池几何参数优化

为了减少泵站侧向进水结构内的不良流态,提高泵组运行效率,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和响应面法(Response Surface Method,RSM)对泵站侧向进水前池进行几何参数优化。采用参数化设计对泵站侧向进水前池进行建模,通过与Workbench关联以对侧向进水前池的扩散角α、坡度β以及转向角γ实现指定值,采用典型Box-Behnke设计(Box-Behnke Design,BBD)方法得到17组三因素三水平试验方案,利用响应面法建立喇叭管出口断面流速分布均匀度与侧向进水前池扩散角α、坡度β以及转向角γ的回归方程,以最大出口断面流速分布均匀度为响应目标,确定最优参数组合,并将最优侧向进水结构的内部流动特性同原模型进行对比分析。研究结果表明,扩散角α、坡度β以及转向角γ对喇叭管出口断面流速分布均匀度具有显著影响(P<0.05),扩散角α与转向角γ的交互项对出口断面流速分布均匀度耦合作用显著,扩散角10°~13°、坡度8°~9°、转向角74°~75°时喇叭管出口断面流速分布均匀度达到最优。同原模型相比,优化后的侧向进水结构在设计水位下,断面流速分布均匀度至少提高23.41个百分点,流速加权平均偏流角提高13.95°,在低水位下断面流速分布均匀度至少提高18.30个百分点,流速加权平均偏流角提高14.79°,流道内没有偏斜流和大面积回流产生。该研究对于促进泵站侧向进水结构的优化设计具有一定的参考意义。

导流墩偏斜角度对侧向进水泵站前池整流效果的影响

为改善某侧向进水泵站前池内存在的漩涡、偏流等不良流态,设置了多组偏斜导流墩方案,采用计算流体力学软件CFX模拟施加整流措施后的侧向进水泵站前池水流,以漩涡面积、斜流偏斜角度及回流规模作为评价依据对各方案进行评价比选。结果表明,随着导流墩角度增大,墩前漩涡逐渐减小,墩后漩涡缓慢增大,导流墩的最佳偏斜角度为12°。采用最优偏斜角度导流墩和曲型导流墩相结合的整流方案能够有效减小漩涡面积,大幅提升各进水流道断面流速均匀度和加权平均角,改善水泵的进水条件,为最优方案。

镂空式整流底坎对侧向进水泵站前池流态的影响

为了改善侧向进水泵站进水流态,采用CFX软件对侧向进水泵站前池流态进行了数值模拟,并结合物理模型试验,研究了在前池入口处设置不同孔高比镂空式整流底坎对水流流态的影响。结果表明,在加设七种不同孔高比镂空整流底坎后,流态方面,底坎孔高比为0(无孔整流坎)时,相比不设整流底坎时进水流道前的漩涡区大幅减小,在引河处仍存在低速回流区;镂空式整流底坎设置后,进水前池回流区明显减小,当孔高比达到0.6时,漩涡和回流区基本消失,进入进水池水流无明显偏流,流态相比较好;流速均匀度方面,进口断面轴向流速均匀度随着孔高比的增加先增大后减小,当孔高比为0.6时,进水池入口处流速均匀度达到了74.27%,相比于孔高比为0时提高了6.77%,即当孔高比为0.6时流速均匀度较好。

侧向进水倒虹吸进水池消涡措施试验研究

针对侧向进水倒虹吸进水池受进流及边界条件影响,进水池水流条件复杂,容易产生吸气旋涡,影响运行安全问题,基于云南滇中输水工程大理Ⅱ段甸头倒虹吸侧向进水池为研究背景,综合考虑重力相似和旋涡相似,采用几何比尺为1:20的物理模型,研究了倒虹吸侧向进水进水池的水流流态及旋涡特性参数。研究表明:通过调整进水池右侧边墙体型、延长导流墩、加消涡板、增设梯形竖梁的综合消涡措施,可以有效消除进水池倒虹吸进口前的回流及旋涡,达到改善倒虹吸进口水流流态及消除进口前吸气旋涡的现象,提出的组合消涡措施,可以稳定侧向来流,破坏立轴旋涡产生的条件,解决了侧向进水口的不良水流流态,对于类似的工程有借鉴和参考作用。

“Y”形导流墩几何参数对侧向进水泵站前池流态影响

为改善侧向进水泵站前池流态,基于CFX软件,采用RNG k-ε紊流模型,对无整流措施和布置"Y"形导流墩情况下的侧向进水前池进行了数值模拟,分析"Y"形导流墩位置、高度、角度、长度等因素对侧向进水泵站前池流态的影响。数值结果表明:无整流措施时,泵站前池左侧区域存在大面积回流区,泵站右侧机组水流偏斜非常明显,对机组有不利影响;"Y"形导流墩具有分流作用,通过在进水池前布置"Y"形导流墩可显著均匀流速、消除回流区,水流能够更均匀地流入各台机组。研究发现,当"Y"形导流墩位于进水池前33.33 D0、高度为1.11 D0、角度为120°、长度为2.78 D0时,侧向进水泵站前池流态有明显改善,进水池前行近流速分布更加均匀。

多机组泵站侧向进水前池流态及整流措施分析

泵站侧向进水前池进水流态较差,易产生大范围大尺度的回流区域,导致泵站进水池流态恶化,为了明晰泵站侧向进水前池流态紊乱的问题,以江苏省徐州市境内翟山大沟泵站工程为研究对象,基于雷诺时均N-S方程和RNG k-ε模型,采用CFD技术对有无整流措施情况下该泵站多机组运行时侧向进水前池进行数值模拟的对比分析。结果表明:无整流措施的情况下3台机组的进水池内部均存在大范围的漩涡;通过采用多方案整流措施分析,相比原方案,降低侧向进水前池的纵向底坡且设置弧形导流墙时进水池流速分布均匀,流态最好,且各机组进水喇叭管进口面的平均轴向速度分布均匀度较原方案提高了约10%。

侧向进水泵站前池整流三维数值计算

为了改善侧向进水泵站前池流态,应用CFX软件,基于N^S方程和标准k~ε湍流模型,对某侧向进水泵站前池进行了无整流措施和多种整流措施的数值计算。结果表明,无整流措施时,前池内存在大范围回流区,水流斜向进入进水池,在隔墩附近形成漩涡;加设"Y"型导流墩,主流被分成2部分,流速分布趋于合理,进水角度得到调整;加设底坎后,翼墙前端回流消失,坎后出现横向水流和竖向漩涡,水流结构发生改变;加设导流墙后,回流区对主流的干扰减弱,水流均匀平顺进入进水池,是一种理想的整流方案。数值计算结果与模型试验结果基本一致。

侧向进水泵站流态模拟及改善研究

为解决侧向进水泵站前池和进水池内部大范围漩涡问题,以某一具体泵站为工程基础,基于三维不可压缩流体的雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用ANSYS CFX软件对前池和进水池进行数值计算,采用定性方法分析了前池和进水池所选横断面流态,采用定量方法分析了进水池内部所选纵断面特征线上轴向速度均匀度。通过数值计算流线图发现:对于原始方案,水流以斜交形式进入进水池,侧向进水泵站2#至5#进水池右侧边壁处存在大范围回流区域;为改善原侧向泵站进水结构的不良流态,通过多方案整流措施的数值计算,相比于原方案,采用导流墙和立柱相结合的整流措施,前池及进水池内大范围回流区域消失,整流后进水池纵断面特征线上的轴向速度均匀度总平均提高18.15%,最大提高至27.82%。研究成果为改善侧向进水泵站流态提供了参考。

侧向进水泵站前池流态试验研究

以Froude准则为基础,适当提高模型流速,在不同水位下进行了某侧向进水泵站的模型试验。结果表明:原方案前池内无论是面层还是底层,均出现大尺度回流区;水流斜向进入进水池,边侧水流偏斜尤为严重;翼墙回流区内流速较低,易造成泥沙淤积,对泵站的安全、经济运行不利。通过对底坎、导流墙、"Y"型导流墩等多种整流措施进行试验,发现采用由"Y"型导流墩演变而来的"丁"字型倒流措施能取得较好的整流效果。

侧向进水泵站流态改善措施的研究

柳新一号泵站的前池与引河垂直相交,长度较短,泵站进水流态差,水泵机组难以高效、安全运行。底坎整流具有结构简单、施工方便、经济易行、效果显著、适用性好的优点。为合理确定底坎尺寸和位置,运用流体动力学通用计算软件Fluent,基于雷诺平均N-S方程和RNGk-ε湍流模型,对4种不同的底坎方案进行了数值模拟。计算结果表明底坎具有明显的整流效果,可有效改善前池及进水池中的水流流态。通过对各方案的特征断面流速分布的比较和分析,建议选用方案3作为最终实施方案。