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《河海大学》 2006年
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低扬程水泵装置水力特性换算与性能预测研究

葛强  
【摘要】:本文系水利部科技创新项目“低扬程泵站原模型水力特性换算研究(SCX2003-12)”、国家自然科学基金项目“低扬程大泵站过渡过程特性(50279045)”、江苏省水利厅项目“泵站水力模型选择与装置研究”、江苏省水利厅项目“南水北调宝应泵站流量及起动过渡过程现场测试研究”和上海市项目“上海浦东国际机场薛家泓泵站泵装置模型试验研究”等课题部分研究成果。 水力机械模型试验不仅是了解水力机械特性的最重要手段,而且是构建水力特性原模型换算的重要基础。国内外大量的水力机械模型试验成果大多针对泵段特性或是低比转速泵而言,而对低扬程泵装置(由泵体及进出水流道等组成)特性尤其是针对其原模型水力学特性换算的试验研究很少见到报道。南水北调东线一期工程从长江至山东东平湖输水沿途设13个梯级,共34座泵站,装机容量131050kW,装机流量1468m~3/s,还将新建13处2l座泵站,装机容量233540kW,装机流量2976.4 m~3/s。在南水北调东线一期工程中,装机容量364590kW,总装机流量4444.4 m~3/s的固定泵站均为低扬程大型泵站。此外,在其它跨流域调水、市政供排水等方面,还有大量低扬程泵站在运行。这些水利工程设施为区域调水、城镇供排水、保障工农业生产和居民生活作出了重要贡献。为了预测大型低扬程泵站工程长期稳定运行性能,有必要对低扬程泵站原模型水力特性换算进行理论及试验研究。 低扬程泵装置原模型效率换算问题复杂,涉及因素多难以圆满解决,是低扬程泵站研究中重要课题之一,与泵站工程长期稳定与安全经济运行密切相关,研究其水力换算特性无疑具有重要的理论价值与工程实践意义。但近代流体力学理论(湍流模式理论)至今还不很成熟,许多大型泵站工程兴建为水力特性换算理论研究带来了严峻的挑战,当前低扬程泵站水力特性理论研究仍是泵站工程研究中的难点和热点问题之一。鉴于此,本文从泵装置中各水力损失理论分析、内流场测试、CFD数值模拟、泵装置模型试验、泵装置原型现场测试等方面对低扬程泵装置原模型效率换算作深入研究,并将针对低扬程泵装置原模型水力特性换算的研究成果运用到重大水利工程——南水北调东线工程实践中,以解决实际问题: 本文主要研究工作集中在如下几个方面: (1) 基于在水力机械试验台上得到的不同工况下泵装置水力学特性试验结果,分析了水力模型特性与尺寸、流态、转速、雷诺数、内摩擦系数等之间的关系,采用湍流模式理论,考虑微元体以及水体能量与尺寸之间的非线性关系,建
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TV136.2

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