閘站結(jié)合泵站前池水流流態(tài)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、前池作為引渠和進水池(進水流道)的連接段，是泵站的重要組成部分，其作用是為了保證水流均勻平順地從引渠流入進水池(進水流道)，為水泵運行創(chuàng)造良好的水力條件。前池按照進水方式不同分為正向進水和側(cè)向進水兩種類型。正向進水前池水流逐步擴散，流態(tài)良好。側(cè)向進水前池水流易形成回流或漩渦，應盡量避免采用。但是，在工程實際應用中，往往因地形條件、工程投資、減少工程占地面積采用閘站合建式泵站等因素而不得不采用側(cè)向進水前池，勢必會造成前池水流紊亂，流速分布

2、不均，產(chǎn)生局部回流、漩渦等，影響水泵的效率。
　　 本文以FLUENT軟件為平臺采用N-S方程和標準k-ε紊流模型，對閘站結(jié)合樞紐泵站的前池和進水流道內(nèi)水流流動進行數(shù)值模擬研究。利用GAMBIT軟件完成對前池和進水流道的三維實體造型，并在網(wǎng)格剖分過程中采取局部加密技術(shù)來提高網(wǎng)格質(zhì)量。然后合理給定邊界條件，運用SIMPLE算法對泵站前池進行模擬計算。數(shù)值模擬結(jié)果表明，該泵站前池水流呈側(cè)向進水，不僅在前池翼墻處出現(xiàn)大尺度回旋，而且在

3、流道進口處有漩渦，直接影響水泵的進水條件，必須采取工程措施對前池進行整流優(yōu)化進而改善進水流道的流態(tài)。
　　 為改善泵站前池的不良流態(tài)，在原設(shè)計方案基礎(chǔ)上，提出具體的改進方案與整流措施，包括改變翼墻形式，延長閘墩，在前池內(nèi)增設(shè)三棱柱等。針對不同的改進方案，分別進行數(shù)值模擬計算，并通過分析比較，最終給出了能夠有效改善該泵站前池流態(tài)的整流技術(shù)布置方案。該方案改變了前池側(cè)向進水的狀態(tài)，水流至閘墩處經(jīng)過調(diào)整呈正向進水，水流均勻地流入水泵內(nèi)