轴流泵进水池内消涡装置优化设计研究

本文针对工程中存在的漩涡危害机组安全运行的问题,以进水池内附底漩涡为对象,基于漩涡的动力特性设计带消涡叶片的消涡导轮,消涡叶片和导轮采用流线式结构,设计了消涡叶片数分别为4、6、8三种方案,采用数值模拟和模型试验研究了消涡叶片数对消涡效果和水泵性能的影响。研究结果表明:速度梯度是漩涡产生的关键因素,速度梯度差异导致漩涡的产生,欲消除漩涡需要减小速度梯度分布差异,保证流动分布均匀。消涡叶片数影响消涡效果和水泵性能,消涡叶片数为4片时导轮附近存在局部小尺度漩涡;消涡叶片数为8片时,在导轮附近产生较大的局部水力损失;消涡叶片数为6片时消涡效果最好、消涡导轮附近产生的局部水力损失最小,泵装置效率提高1.0~1.3个百分点。消涡叶片数过小消涡不彻底,消涡叶片数过多,会减少过流量,增加额外的损失,只有保证消涡措施产生的水力损失小于漩涡产生的水力损失,消涡措施才是最有效的。