大型泵站进水流场十字消涡板整流特性研究

为研究十字消涡板对喇叭管下方水体及进入喇叭管内部水体的整流效果,以一大型泵站为研究对象,采用CFD计算方法进行了泵站流场数值模拟。研究发现,不设置消涡装置时,进水池存在大尺度回流和旋涡,并且在喇叭管正下方存在高速度及高涡量区,从而导致水泵进口流态恶化。在设置了高宽比分别为6:8,6:15和6:24的三种十字消涡板后,进水池流场、吸水喇叭口入口断面及水泵进口断面的流速均匀性均有显著变化。相对于高宽比为6:8和6:24的方案,高宽比为6:15的方案能明显减小进水流场底面上高速区,流场变得更加均匀,使得吸水喇叭管中轴线纵剖面上的涡量分布特征值由不设置消涡装置时的0.508减小到0.101,喇叭管入口断面的涡量分布特征值由0.495减小至0.098,喇叭口入口断面的流速均匀度最大提高4.1%,水泵进口断面的均匀度最大提高3.2%。研究结果对大型泵站进水池流态控制有一定指导意义。

泵站高效节能联合调控运行模式分析

梯级泵站及泵站群在水资源调配、工农业生产中起到了重要作用,改善泵站调控运行模式能够更加高效节能地利用输配水。调研了泵机和泵站在调控运行方面的发展现状,分析了泵站多目标动态匹配消涡技术和交替加载的交错叶轮技术在联合调控运行时的作用,并介绍了泵站集群优化调度的远程实时监控设备。计算结果表明:采用十字消涡板后,前池水力损失降低,喇叭口处速度均匀度和平均角分别提升16%和6%;采用交替加载技术设计的交错叶轮后,高效区拓宽15%,且隔舌处压力脉动降低70.2%。

闸站结合泵站进水池优化数值模拟研究

为改善泵站进水池内旋涡、偏流等不良流态及研究十字消涡板对喇叭口下方水体的整流效果,选取某闸站结合泵站工程为研究对象,应用数值计算软件模拟导流墩长度对水流流态的影响,计算各方案下两种不同水位的流速分布均匀度与速度加权平均角,并与对应原始方案下的结果进行比较。应用正交分析法研究十字消涡板尺寸对喇叭口处整流效果的影响,得到导流墩长度为3倍喇叭口直径配合十字消涡板的最佳整流方案,能有效减小旋涡面积。两种水位断面流速分布均匀度较原方案分别提升5.88%和2.73%,速度加权平均角分别提升2.83°和1.13°,流线更加均匀。该整流方案能有效改善水泵的进水条件和喇叭口处旋涡,可为闸站结合泵站工程的多参数优化及设计提供参考。