多功能灌排泵站開敞式進水池水流的數(shù)值模擬.pdf

1、灌排結(jié)合泵站，在當(dāng)前圩區(qū)水利改革發(fā)展和推進水利現(xiàn)代化建設(shè)以及農(nóng)田水利工程的改造中起到了重要的作用。這種新型單個泵站采用開敞式進水池，開敞式進水池是具有自由水面的吸水管直接吸水的泵站進水建筑物，是中、小型泵站中最常見的進水形式。開敞式進水池的優(yōu)化水力設(shè)計對水泵的安全、高效運行及泵站土建投資都有很大的影響，是中小型泵站節(jié)能技術(shù)改造中一個十分重要的內(nèi)容。但是這種泵站存在著諸多問題:抽水時水流條件不太理想，水力損失較大;自流時，水流對水泵的沖擊

2、力較大。
　　本文應(yīng)用國際先進的CFD計算軟件FLUENT對開敞式進水池進行研究，運用重整化群（RNG）k-ε紊流模型對進水池進行數(shù)值模擬，以水力性能最優(yōu)為目標(biāo)，完善進水池的設(shè)計，改善進水池水流條件，減少能量損失。對抽水條件下進水池的控制參數(shù)進行初步優(yōu)化，后根據(jù)計算得到的初步優(yōu)化結(jié)果，研究各種控制參數(shù)對水泵裝置性能的影響，以及進水池各種效能整流措施對內(nèi)部流態(tài)和水力性能的影響;同時研究自流條件下正向、逆向水流在進水池中的流態(tài)，以及與

3、后壁銜接的涵洞寬度對泵站運行的影響。
　　本文通過數(shù)值模擬計算得到開敞式進水池流場、軸向斷面流速分布云圖等，得到兩方面的結(jié)論，一是進水池水力優(yōu)化，主要考慮幾何參數(shù):池寬、淹沒深度、涵洞寬度。池寬的取值較為重要，除了考慮水力性能和旋渦等，并且考慮到工程量，通過數(shù)值模擬分析推薦池寬為(3～4)D，D為進水管直徑;淹沒深度對表面旋渦的形成和發(fā)展有決定性的影響，同時也影響水泵的安全運行，淹沒深度過小，渦流旋轉(zhuǎn)加速，水力損失大，淹沒深度過大

4、，增加開挖深度，淹沒深度的取值范圍推薦為(0.8～1.8)D。二是抽水條件下設(shè)消渦整流措施，對各種措施進行分析研究，得出以下結(jié)論，消渦整流效果理想的有:設(shè)水下平蓋板、后墻隔板、水下隔柱;效果一般的措施:設(shè)水上蓋板、池底隔墻、水下隔板、后墻活動擋板;效果不理想的措施:管后隔板、垂直隔板、傾斜隔板。
　　本論文密切結(jié)合我國圩區(qū)泵站的建設(shè)與改造，具有很強的工程背景。通過本論文的研究，可提高我國這種新型單個泵站的工程理論與實驗研究水平。本