大型泵站竖井进水流道数值模拟和泵装置特性试验研究.pdfVIP

·泵站建筑物· 大型泵站竖井进水流道数值模拟与泵装置特性试验研究 陈松山，葛强，严登丰，周正富，屈磊飞 (扬州人学水利科学jj丁程学院。江苏扬婀．225009) 摘要：采用雷诺平均纳维—斯托克斯方程(RANS)和标准老一占湍流模型，运用SIMPLEC算法，对椭圆型线前置 竖井贳流进水流道内的流动进行．c-维数值计算，揭示r竖井进水流道内流场、特征断面的速度分布及水力损失规 律，对椭网型线竖升进水流道百Ⅲ水流道配肛绢成的泵装置进行动力特性试验，得_fl；r4种叶片角度下的泵装置动 力特性『ffI线。研究结果表明：采，U椭|员1型线设计的竖井进水流道合理；大型低扬程泉站采用卧式竖井贯流结构．泵 装置效率较高。i亥研究可为同类大型低扬程泉站设计提供参考。 关键词：竖升进水流道；数值模拟；SIMPLEC算法；试验研究 引言 泵装置按泵轴方向分为立式、斜式和卧式，卧式又可分为轴伸式和贯流式。我周南水北调工程、 滨江湖区农业灌溉排涝及城市防洪工程等需建设的许多大型排灌泵站的装置扬程常较低，流量较大： 过去常将此类泵站设计成立式，但南于泵装置扬程低，立式泵装置进出水流道水力损失所占比例较 大，泵装置效率偏低，而卧式贯流泵装置水流无立向转弯异型收缩扩散，水力性能较好且开敞竖井 式结构简单、通风采光防潮条件好、运行维护方便，斟此，近年来逐渐被采用。江苏省无锡市城市 防洪工程江尖泵站设计净扬程1．46m，最高净扬程2．38m，设计流量20m3．s一，是典型的低扬程泵站， 『大I此采用了卧式前置竖井贯流。本文结合江尖竖井贯流泵站，对椭圆渐缩竖井进水流道进行了三维 湍流数值计算，并合理选用水力模捌进行了模型泵装置特性试验研究： 1进出水流道型线特征 江尖泵站采用前置竖井贯流进水流道，在水利部上海水利勘测设计研究院初步设计确定的控制 尺寸基础上，笔者对进出水流道部分技术参数作了修改。经水力优化，前置竖井贯流进水流道采用 了椭圆形渐缩型线：①嘉+羔=·，②羔+盖=，，③可嘉去+丽y2=·，保证流道 各断面光滑过渡沿程单调渐缩，见网1；出水流道则是南圆形截面扩散至矩形截面组成。 f一一丁i ：∥一i一………一…i1‘ Il —j f-～…………一上………jl … !。弛：一～蝗奠…二…一。4塾一…J咕”一』蛾·…J 。。 ～‘ j．。7．+i，!!’乏：：一‘{：j——_‘：_…——一— ：一：l 善}：卜‘一一：一… 毒j二：_=_妒?：：9 “一一毒’～～-T-…一+。+‘。。 l√ ’～…一．…一…一…一～J一．，J’j’…+’ !砷0‘． “％一一!盛a一-一：一一I一” 图I竖JI：贳流进水流道型线 329 2009十…★■≈±J-Ⅲ“^ⅫⅢ¨口Ⅻ披^自f』。一二t}把k含论z4 江尖泉站…水“L道为常址彤』￡，…此教仇}J箅引对的址椭M，Iu线蜷井避水流道，为此构建了= “…算物理域进l』取流j苴世口．模拟泉站世训水佗ntF}Ell山技f作桥下的巾墩导洫墩‘#而流 道mIl接等径阿1乳lI算域一维宴件遗珏!，蛐俐2所圻 目2#Ⅲmmm∞mm≈ 2竖井贯流进水流道的数值计算 2 l控制方程 湍流计算的控制订程包括定常不IⅡ』《缩流体的连续性方程，基于Boussinesq涡团料性假设的雷 讨}平均纳q#—惭托克斯^程(RANS)和标准女一￡湍流模型柠制订羁!扩散项采用中心差分．对流