多功能灌排泵站開(kāi)敞式進(jìn)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(jìn)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(gè)泵站采用開(kāi)敞式進(jìn)水池，開(kāi)敞式進(jìn)水池是具有自由水面的吸水管直接吸水的泵站進(jìn)水建筑物，是中、小型泵站中最常見(jiàn)的進(jìn)水形式。開(kāi)敞式進(jìn)水池的優(yōu)化水力設(shè)計(jì)對(duì)水泵的安全、高效運(yùn)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(gè)十分重要的內(nèi)容。但是這種泵站存在著諸多問(wèn)題:抽水時(shí)水流條件不太理想，水力損失較大;自流時(shí)，水流對(duì)水泵的沖擊

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

3、后壁銜接的涵洞寬度對(duì)泵站運(yùn)行的影響。
　　本文通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算得到開(kāi)敞式進(jìn)水池流場(chǎng)、軸向斷面流速分布云圖等，得到兩方面的結(jié)論，一是進(jìn)水池水力優(yōu)化，主要考慮幾何參數(shù):池寬、淹沒(méi)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(guò)數(shù)值模擬分析推薦池寬為(3～4)D，D為進(jìn)水管直徑;淹沒(méi)深度對(duì)表面旋渦的形成和發(fā)展有決定性的影響，同時(shí)也影響水泵的安全運(yùn)行，淹沒(méi)深度過(guò)小，渦流旋轉(zhuǎn)加速，水力損失大，淹沒(méi)深度過(guò)大

4、，增加開(kāi)挖深度，淹沒(méi)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(duì)各種措施進(jìn)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(dòng)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(guó)圩區(qū)泵站的建設(shè)與改造，具有很強(qiáng)的工程背景。通過(guò)本論文的研究，可提高我國(guó)這種新型單個(gè)泵站的工程理論與實(shí)驗(yàn)研究水平。本