大中型泵站肘形進水流道標準化研究.pdf

1、大中型泵站在我國水資源合理調(diào)配、城市防洪排澇、農(nóng)田灌排等領(lǐng)域中發(fā)揮了非常重要的作用，我國中央及各級政府正在不斷加大水利建設(shè)的投入，預計大中型泵站的建設(shè)還將迎來一段高峰期。由于立式泵裝置生產(chǎn)制造技術(shù)成熟、管理維護方便、運行穩(wěn)定性和可靠性較高，在大、中型泵站中得到了廣泛應用。立式泵裝置中的進水流道是泵站前池與水泵葉輪室之間的過渡段，其作用是在引導水流從前池流向水泵葉輪室的過程中有序轉(zhuǎn)向和均勻收縮，為水泵葉輪室進口提供符合要求的流態(tài)。進水流道

2、的標準化設(shè)計對保證大中型泵站水泵機組的穩(wěn)定和高效運行具有十分重要的意義。
　　與立式泵裝置配套使用的進水流道中肘形進水流道水力性能應用最為廣泛，其中，南水北調(diào)東線一期工程14座新建立式泵站全部采用了肘形進水流道。面對實際工程中對肘形進水流道的要求，肘形進水流道設(shè)計過程中存在的兩個問題日益突出:由于設(shè)計人員的經(jīng)驗不同，肘形進水流道的設(shè)計質(zhì)量缺少可靠的保證;在實際的設(shè)計過程存在著大量的重復設(shè)計、重復研究等重復性工作。
　　肘形進

3、水流道標準化設(shè)計的主要意義在于可保證每座大中型立式泵站肘形進水流道水力設(shè)計的高質(zhì)量，確保水泵機組運行的可靠性和經(jīng)濟性;避免大量的流道優(yōu)化設(shè)計計算和模型試驗等重復性研究工作。
　　對立式泵裝置肘形進水流道控制尺寸的取值范圍進行的統(tǒng)計結(jié)果表明，肘形進水流道控制尺寸相對值的變化范圍不大，相對于平均值的離散性較小，便于進行標準化。水電站彎肘形尾水管很早就實行了標準化設(shè)計，對于提高水電站的設(shè)計水平發(fā)揮了重要的作用。
　　因此，在對肘形

4、進水流道進行深入理論研究和大量工程應用的基礎(chǔ)上，本文對肘形進水流道進行了優(yōu)化水力設(shè)計研究，并提出了大中型泵站肘形進水流道標準化設(shè)計的問題。
　　本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　(1)在分析大型泵裝置進水流道水力設(shè)計理論方法的基礎(chǔ)上，分析在實際工程中泵站肘形進水流道主要控制尺寸的取值范圍;
　　(2)闡釋標準化的重要作用和形式，提出肘形進水流道標準化的要求及研究方法;
　　(3)提出肘形進水流道參數(shù)化設(shè)計數(shù)學模型，闡

5、述三維湍流流動數(shù)值模擬數(shù)學模型;
　　(4)以流道出口斷面流速分布均勻度和水流入泵平均角度為目標函數(shù)，對肘形進水流道常用范圍內(nèi)的主要幾何參數(shù)進行優(yōu)化水力設(shè)計研究;
　　(5)研究擬標準化肘形進水流道的系列劃分，采用三維數(shù)值計算方法計算擬標準化的肘形進水流道的水力性能;
　　(6)通過對肘形進水流道數(shù)值計算和模型試驗結(jié)果的比較分析，檢驗本文所采用研究方法的可行性和可靠性。
　　本文得到以下結(jié)論:
　　(1)對