臥式前軸伸泵裝置的數(shù)值模擬及模型試驗研究.pdf

1、南水北調泵站工程東線的主要特點是揚程低、流量大、年運行時間長(5000 h)。對于低揚程泵站，科學合理地選擇水泵裝置的型式，是南水北調泵站工程設計的關鍵問題，它不僅關系到泵站建設的投資和日常調水的成本，而且關系到泵站運行的可靠性。因此，對南水北調東線工程擬采用的水泵裝置型式進行深入的研究是一項十分重要的工作。 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，在泵站揚程較低的條件下可望

2、得到較高的泵裝置效率。南水北調東線工程中有7座揚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構復雜、造價高，國內外的應用都很少，在設計制造及運行管理等方面還相當缺乏經驗。 臥式前軸伸泵裝置可以克服燈泡貫流泵裝置在結構方面的缺點，但長期以來被認為水泵裝置效率略低而未得到應有的重視。實際上，過去對臥式前軸伸泵裝置水力性能的研究很少，尤其是對這種形式泵裝置進、出水流道優(yōu)化水力設計及水力性能定量評價等方面的研究還很

3、不夠。 為了更為全面的認識和比較適用于低揚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，對其它形式低揚程水泵裝置的水力性能及水力優(yōu)化作一些補充研究，為低揚程泵站水泵裝置的選型設計打開思路，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臥式前軸伸泵裝置進行了研究： (1)運用Fluent流體流動計算軟件，分別對臥式進水流道和臥式出水流道內部流動進行了三維湍流數(shù)值模擬，計算了進、出水

4、流道的內部流場及流道水力損失； (2)運用F1uent流體流動計算軟件，對臥式軸伸泵裝置內部流動進行了三維湍流數(shù)值模擬，計算了水泵裝置效率及進、出水流道的水力損失； (3)根據(jù)臥式前軸伸泵裝置的實際情況，討論了三維湍流數(shù)值計算的各種關鍵技術問題，包括網格模型的建立、邊界條件的處理、湍流模型的選擇，等等； (4)對經過優(yōu)化的臥式進水流道和臥式出水流道進行透明流道模型試驗，觀察流道內的流態(tài)、測試流道的水力損失，驗證數(shù)