臥式前軸伸泵裝置的數(shù)值模擬及模型試驗(yàn)研究.pdf

1、南水北調(diào)泵站工程?hào)|線的主要特點(diǎn)是揚(yáng)程低、流量大、年運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)(5000 h)。對(duì)于低揚(yáng)程泵站，科學(xué)合理地選擇水泵裝置的型式，是南水北調(diào)泵站工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，它不僅關(guān)系到泵站建設(shè)的投資和日常調(diào)水的成本，而且關(guān)系到泵站運(yùn)行的可靠性。因此，對(duì)南水北調(diào)東線工程擬采用的水泵裝置型式進(jìn)行深入的研究是一項(xiàng)十分重要的工作。 燈泡貫流泵裝置的流道平直貫通，從理論上講，這種型式的水泵裝置具有水流條件好、水力損失小的優(yōu)點(diǎn)，在泵站揚(yáng)程較低的條件下可望

2、得到較高的泵裝置效率。南水北調(diào)東線工程中有7座揚(yáng)程特別低的泵站選用了燈泡貫流泵裝置。另一方面，大型燈泡貫流泵裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用都很少，在設(shè)計(jì)制造及運(yùn)行管理等方面還相當(dāng)缺乏經(jīng)驗(yàn)。 臥式前軸伸泵裝置可以克服燈泡貫流泵裝置在結(jié)構(gòu)方面的缺點(diǎn)，但長(zhǎng)期以來被認(rèn)為水泵裝置效率略低而未得到應(yīng)有的重視。實(shí)際上，過去對(duì)臥式前軸伸泵裝置水力性能的研究很少，尤其是對(duì)這種形式泵裝置進(jìn)、出水流道優(yōu)化水力設(shè)計(jì)及水力性能定量評(píng)價(jià)等方面的研究還很

3、不夠。 為了更為全面的認(rèn)識(shí)和比較適用于低揚(yáng)程泵站的各種水泵裝置型式，很有必要跳出燈泡貫流泵裝置的局限，對(duì)其它形式低揚(yáng)程水泵裝置的水力性能及水力優(yōu)化作一些補(bǔ)充研究，為低揚(yáng)程泵站水泵裝置的選型設(shè)計(jì)打開思路，本文選擇臥式前軸伸泵裝置展開了較為深入的研究。 本文從以下幾方面對(duì)臥式前軸伸泵裝置進(jìn)行了研究： (1)運(yùn)用Fluent流體流動(dòng)計(jì)算軟件，分別對(duì)臥式進(jìn)水流道和臥式出水流道內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了三維湍流數(shù)值模擬，計(jì)算了進(jìn)、出水

4、流道的內(nèi)部流場(chǎng)及流道水力損失； (2)運(yùn)用F1uent流體流動(dòng)計(jì)算軟件，對(duì)臥式軸伸泵裝置內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了三維湍流數(shù)值模擬，計(jì)算了水泵裝置效率及進(jìn)、出水流道的水力損失； (3)根據(jù)臥式前軸伸泵裝置的實(shí)際情況，討論了三維湍流數(shù)值計(jì)算的各種關(guān)鍵技術(shù)問題，包括網(wǎng)格模型的建立、邊界條件的處理、湍流模型的選擇，等等； (4)對(duì)經(jīng)過優(yōu)化的臥式進(jìn)水流道和臥式出水流道進(jìn)行透明流道模型試驗(yàn)，觀察流道內(nèi)的流態(tài)、測(cè)試流道的水力損失，驗(yàn)證數(shù)