泵站進(jìn)、出水流道優(yōu)化水力設(shè)計方法研究.pdf

1、大、中型低揚(yáng)程泵站在我國分布廣泛，應(yīng)用范圍廣，發(fā)揮作用大。其中進(jìn)、出水流道是大、中型低揚(yáng)程泵裝置的重要組成部分，對泵裝置性能影響顯著。因此，對進(jìn)、出水流道的優(yōu)化水力設(shè)計必須引起高度重視。目前，關(guān)于泵站進(jìn)、出水流道水力性能的研究手段多樣，研究成果也較豐富。但過去的一維流道設(shè)計方法由于自身理論的矛盾性，早已不再適應(yīng)現(xiàn)代的設(shè)計要求。而現(xiàn)階段基于CFD數(shù)值計算的流道三維水力設(shè)計方法雖然已經(jīng)在使用，但就如何開展泵站進(jìn)、出水流道優(yōu)化水力設(shè)計仍缺乏相

2、關(guān)的理論方法指導(dǎo)。
　　 為了完善進(jìn)、出水流道優(yōu)化水力設(shè)計理論，進(jìn)一步提高低揚(yáng)程泵裝置的水力性能，使這種方法更多、更好地指導(dǎo)工程實(shí)踐。本文對流道優(yōu)化水力設(shè)計方法進(jìn)行了深入的研究和系統(tǒng)的歸納。具體內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　 (1)提出了進(jìn)、出水流道分析研究方法的概念，指出了對進(jìn)、出水流道進(jìn)行分析研究的必要性。在對相關(guān)研究資料進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，分析了對流道進(jìn)行分析研究的邊界條件及可行性;
　　 (2)闡釋了進(jìn)、出水

3、流道優(yōu)化水力設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)，分析了目標(biāo)函數(shù)的特點(diǎn);
　　 (3)明確了進(jìn)、出水流道優(yōu)化水力設(shè)計的思路，提出了將流道水力設(shè)計分為6個層次逐步進(jìn)行優(yōu)化的精細(xì)優(yōu)化方法，并引入了最優(yōu)化方法來指導(dǎo)確定優(yōu)化路徑;
　　 (4)在對已有流道優(yōu)化水力設(shè)計研究資料進(jìn)行整理的基礎(chǔ)上，以MicrosoftAccess為數(shù)據(jù)庫平臺，VisualBasic為編程語言，開發(fā)了大型泵裝置進(jìn)、出水流道水力設(shè)計數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng);
　　 (5)對肘形

4、進(jìn)水流道和虹吸式出水流道三維幾何形體的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并建立了肘形進(jìn)水流道和虹吸式出水流道的參數(shù)化模型;
　　 (6)運(yùn)用以三維湍流流動理論為基礎(chǔ)的數(shù)值模擬理論與方法，闡釋了進(jìn)、出水流道及泵裝置的計算區(qū)域和邊界條件;
　　 (7)介紹了進(jìn)水流道和出水流道模型試驗方法和試驗裝置，解決了流道的流態(tài)觀測和水力損失測量問題;
　　 (8)采用本文所提方法對某大型泵站進(jìn)、出水流道進(jìn)行了優(yōu)化水力設(shè)計研究。確定了進(jìn)、出水流道的

5、最優(yōu)方案，分別對進(jìn)水流道和出水流道進(jìn)行了流道模型試驗，對優(yōu)化后的泵裝置進(jìn)行了整體模型試驗研究，并對結(jié)果進(jìn)行了對比分析。
　　 本文利用現(xiàn)代化的計算機(jī)技術(shù)和CFD數(shù)值計算理論，完善、優(yōu)化了進(jìn)、出流道的優(yōu)化水力設(shè)計方法，明確了流道三維優(yōu)化水力設(shè)計的思路，解決了優(yōu)化過程中所需處理的關(guān)鍵問題。從理論上分析了該方法的合理性，從工程應(yīng)用方面驗證了論文所提方法的有效性、正確性。本文所述的泵站進(jìn)、出水流道優(yōu)化水力設(shè)計方法可用于指導(dǎo)大、中型泵站進(jìn)