深层隧道进流式泵站前池流态及整流措施研究

为改善深层隧道进流式泵站前池内的旋流、偏流等不良流态,基于RNG k-ε湍流模型对前池流态进行数值模拟,研究适用于此类城市排涝泵站的整流措施。数值计算结果表明:泵站前池、进水池内存在局部立面旋滚、螺旋流、斜向流、流速分布上高下低等不良水力现象,致使泵站进水流道水力条件不佳;采用双层环形板和两组导流墩的组合式整流措施可抑制前池、进水池中的立面旋滚、螺旋流和斜向流流态,从而有效改善流道的进水条件,提高进水流道进口处流速分布均匀度,使泵进水状况变好,提高泵站运行的可靠性。

基于BPNN-GA的侧向进水泵站前池整流斜板参数优化

[目的]改善侧向进水泵站前池内的水流流态和水泵进水条件。[方法]采用计算流体动力学(CFD)和BPNN-GA(Back Propagation Neural Network-Genetic Algorithm)算法,对泵站前池的整流斜板结构设计参数进行优化。通过引入基于轴向流速分布均匀度和速度加权平均角的综合评价指标F,使用遗传算法优化BPNN模型,以获取最优整流斜板结构设计参数。[结果]通过BPNN-GA算法优化的整流斜板可有效改善进水流道内的水流流态,轴向流速分布均匀度以及速度加权平均角得到较大提高,前池内部漩涡范围明显缩小,综合评价指标F下降了6.31。[结论]因此,BPNN-GA算法可以高效地选择出整流斜板最优结构设计参数,可改善侧向进水泵站前池内不良流态。

考虑运营参数影响下清隆桥泵站进水水流水力特性研究

为研究改扩建清隆桥泵站单面进水的水流水力特性,文章采用Gambit-CFD数值计算方法,开展了不同淹没水深、不同进水流量下的进水水流水力参数分析。研究表明,淹没水深不同,泵站内流速变化仍保持一致性,但流速变幅会越大,同时淹没水深越大,则流速值越高。淹没水深不会改变进水通道流线梯度,主要影响在于喉管侧的涡流。随淹没水深变化,泵站进水通道内涡量受影响最大,但在水深1.8m后影响效应会减弱。不同进水流量下,不会改变进水通道流线分布密集区位置,总体上涡量分布呈螺旋式递增特点;进水流量越大,进水通道内涡量越大,且在各流量方案间增长较为稳定。研究结果可对进水泵站的水流特性分析及泵站运营设计提供参考。

灌区泵站工程中的基坑井点降水设计

本文探究了某灌区泵站工程中基坑井点降水方案的设计要点。在确定基坑总涌水量的基础上,分别求得井点管的长度、直径、数量以及抽水总管直径等参数;根据水泵扬程和流量计算结果,选择175QJ80-33-11型潜水泵,该泵的设计流量为80 m3/h,额定扬程35 m,可满足本工程中基坑井点降水的要求;采用胶管链接法将井点管与抽水总管连接起来,采用基于双向闸刀的双电源供电,保证了井点降水系统的可靠运行。通过设计基坑井点降水方案,为后续灌区泵站工程中降水井的开挖与井点抽水系统的安装提供了参考。

泵闸联合体中双向引排水泵站进水系统的水力优化研究

为了改善侧向进流式泵站前池内的绕流和回流等不良流态,基于RNG k-ε模型对泵闸联合体泵站运行的流态进行数值模拟,提出适用于侧向收缩进流式泵站前池的整流措施。数值计算结果表明:泵站前池内存在由于侧向收缩引起的绕流,并向下旋流在进水池内形成回流,致使泵站边机组流道的轴向流速均匀度较低,进流条件不佳。在进流收缩区布设导流墩可有效改善绕流现象,抑制回流形成,提高进流均匀性;通过对导流墩长度进行优化,并采取水工模型试验验证了优化方案的整流效果。研究成果可为泵闸联合体侧向收缩进流式泵站进水系统的流态分析和水力优化提供技术参考。

大型污水泵站进水流态优化设计研究

污水泵站在城市排水系统中,承担传输城市污水的功能,是保证城市排水系统安全稳定的重要设施。由于污水泵站建设容易受用地条件、市政管网布置条件等因素制约,容易引发泵站进水流态紊乱、池体水量分布不匀等问题。以上海市浦东新区灶东污水泵站扩建工程为例,在进水闸门井中采用交错式组合梁和导流墩的组合形式优化进水分布,同时在前池中采用八字形导流墩和组合式横梁的组合形式优化入流,能够有效改善前池进水流态,优化各泵组进水条件,从而保障大型污水泵站运行的安全稳定,也为其它相似工程的优化设计提供思路。

南水北调东线工程双王城水库泵站水流特性试验与数值模拟研究

本文结合南水北调东线工程双王城水库泵站的设计,利用水工模型试验和数值模拟相结合的方法,综合分析了泵站流道内的水流流态、压力分布等重要流场特性。研究表明,模型试验与数值模拟结果能够较好的吻合,数值模拟结果能够对模型试验数据提供补充和完善;入库泵站与出库涵洞组合布置方案在水动力学条件方面可行;原设计方案出库涵洞陡坡段存在负压,水流流态不稳。修改方案将出库涵洞节制闸放置在涵洞末端,可有效地解决负压问题,改善出库水流流态。模型试验及数值模拟结果为工程设计提供了科学的依据。

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。

田山泵站前池进水流态数值模拟与验证

为验证田山泵站前池工程改造对改善流态的效果,运用三维紊流模拟技术,建立了泵站前池进水流态的三维湍流数学模型,对改造前后泵站前池水流流态进行了模拟,用现场实测结果对数值模拟结果进行了验证。结果表明:数值模拟流速值与现场测试值存在一定的差异,但是数值模拟的流速分布与现场测试的流速分布基本一致,能较好地模拟泵站前池水流流态,为泵站安全运行管理提供参考;在前池增设稳流、整流设施后,前池流态得到明显改善。

泵站正向进水前池流态的数值模拟

应用正交曲线坐标系下的二维水深平均数学模型对泵站的前池流态进行了数值模拟。采用Poisson变换生成正交网格,SIMPLEC方法求解离散方程。根据模拟出的流速场图和断面平均流速分析了泵站正向进水前池扩散角以及开机决策对前池流态的影响,结论与由试验经验所得的泵站设计理论完全一致。

上海污水治理二期工程南线A#泵站前池水力模型试验研究

结合上海污水治理二期工程南线Ａ＃泵站的水力模型试验，对泵站前池流态及流速分布进行了分析研究。提出了原设计方案中存在的问题，在实验结果的基础上提出了相应的改正措施，并对其进行了实验验证。

湖南苏家吉泵站进水流道流态模拟

应用雷诺平均N-S方程和标准k-ε紊流模型,建立了泵站进水流道水流运动数值模拟的三维湍流模型和边界条件,并用有限体积法进行离散,结合SIMPLEC算法,模拟并分析了大型泵站——湖南苏家吉泵站进水流道三种工况下的水流流态。研究结果表明,利用该数学模型对泵站进水流道进行模拟的结果与实际运行数据相吻合,可以减少物理实验所带来的投资。研究结果还有效地揭示了进水流道内部流动的本质、并为实际工程提供了可资借鉴的结论与建议。

泵站进水池低水位流态分析及整流方案研究

为研究循环水泵站进水池内旋涡特性及其对内部流态的影响,以某燃煤电厂单个循环水泵进水池为例,基于Realizableκ-ε湍流模型和流体体积方法(VOF),建立该泵站进水池的三维计算模型,对低水位下的进水池进行CFD数值分析,获得进水池内流速分布和漩涡位置,在此基础上,提出了三角形导流锥、楔形导流锥两种消涡装置,分别计算了无消涡装置、加装三角形导流锥、楔形导流锥消涡装置三种方案在不同截面高度下对进水池内流速流态的影响,评价了阻涡效果。结果表明,相比于其他两种方案,加装楔形导流锥能有效提高进水池内流动稳定性,削弱液下附壁涡的强度和分布面积,改善循环水泵的进水条件。

斜向进流城市排水泵站进水箱涵配水均匀性的改善研究

为了分析上海某斜向进流城市排水泵站的水力流动特性,改善其进水箱涵的配水均匀性。基于非定常的雷诺时均N-S方程(URANS)和RNG k-ε湍流模型,采用CFD数值模拟方法研究泵站进水系统的水流流态和进水箱涵的配水均匀性,针对泵站进水系统存在的不足提出整流措施并对其进行数值模拟分析和物理模型试验验证。结果表明,斜向管涵进流容易造成泵站进水箱涵各孔内的流量分配不均,闸门井、部分箱涵孔内以及前池进口处存在旋涡、回流、横向流等不良流态;通过在闸门井内设计布置一种新型的整流措施,可以有效地改善斜向进流城市泵站进水箱涵内的水力流态和提高其配水的均匀性,其中箱涵各孔的流量分配系数由38.41%、5.11%、42.52%和13.96%分别调整为28.07%、22.48%、25.49%和23.96%,进而有利于保障泵站良好的进水条件;物理模型试验进一步验证了整流措施的有效性及数值计算方法的可靠性。斜向管涵进流形式城市排水泵站的进水箱涵容易产生配水不均、进水流态不良等问题;通过在闸门井内设置本文所提的整流措施,能够有效改善上述不足。

复杂进流条件下泵站进水流态优化试验

为解决闸、站、桥结合式泵站复杂进流条件下前池易产生偏流的问题,以某闸站工程为研究对象,采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法,分析不同优化措施下面层流场和进水流道断面的流速均匀度,确定最佳优化方案.研究表明:通过增加导流墩头、整流柱、镂空底坎等组合整流措施,可有效消除复杂工程布置下前池的偏流和进水池的漩涡,为类似工程提供借鉴和参考.

湖北省新滩口泵站装置模型试验研究

针对湖北省新滩口泵站钟型流道和28CJ56轴流泵运行振动噪音大、效率低、电机负荷率低等问题,基于全流道数值仿真推荐模型试验方案(簸箕型及钟II型方案),进行泵站装置模型试验。通过对实测结果的分析,进行关于装置运行安全、效率以及工程改造可行性、工程量等方面的比较,最后提出该站更新改造方案。

南水北调江都三站水泵装置更新改造三维流动数值模拟及优化计算

根据南水北调东线水源保证率的要求,江都三站更新改造工程对水位组合重新进行了核算。根据水位组合,采用CFD的方法对江都三站水泵装置内部的三维流动进行了数值模拟研究,同时进行了进水流道的优化水力计算,并对江都三站水泵装置最优方案的水力性能进行了模型试验验证。数值计算和模型试验结果表明:江都三站的进水流道经过优化,不仅消除了流道内的涡带,而且进水流态均匀,可使水泵装置的能量性能满足设计要求。

南水北调东线工程刘山泵站进水流态整体模型试验研究

为确保南水北调东线工程刘山闸站的安全稳定运行,进行了刘山泵站进水流态整体模型试验研究工作.通过整体模型试验发现,刘山泵站原设计方案前池面层的大回旋流动诱发了进水流道进口前的吸气旋涡;修改方案采用调整刘山泵站清污机桥位置、压缩前池面层回旋流动范围的方法,在闸、站并列布置的条件下,有效地遏制了前池内的大回旋流动,消除了进水流道进口前的吸气旋涡.

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%。

改善城市排水泵站进水流态的试验研究

采用物理模型试验方法对某城市排水泵站进水系统水力流动特性开展试验研究,发现闸门井主流偏斜使得进水箱涵两侧配水不均,进而导致前池、进水池进流不均,存在漩涡、回流等不良流态。为改善泵站进水系统水流流态,通过在闸门井内设置导流墩、在前池内设置导流墩、横梁以及消涡板构成的组合式整流措施,并对其开展物理模型试验研究。结果表明,闸门井内设置导流墩有效提高了进水箱涵配水均匀性,前池进流在受到导流墩、横梁以及消涡板的综合整流作用下,显著改善了前池和进水池的水流流态,尤其是进水池内水流在平面上分布较均匀,在立面上呈底部大、表层小的分布规律,有利于水泵抽水并可防止表面涡形成,有助于保障水泵机组的安全稳定运行。