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《扬州大学》 2018年
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大型低扬程泵站出水流道扩散角的分析与应用

洪飞  
【摘要】:出水流道的水力性能对大型低扬程泵站的影响举足轻重,其水力设计的质量好坏不仅影响泵装置效率,而且影响泵站的安全和稳定运行。扩散角对出水流态和流道水力性能的影响很大,是大型低扬程泵站出水流道三维形体水力设计的关键参数之一。现行《泵站设计规范》对出水流道扩散角的要求是采用基于过流面积折算的当量扩散角,以便于工程技术人员进行设计计算。这种方法实际上是将出水流道三维的设计问题简化为二维的计算,在很大程度上不能反映出水流道内的实际流动情况,更不能满足现代大型低扬程泵站建设的高标准、高要求。随着现代科技水平的不断发展,特别是CFD理论和技术水平的不断进步,对出水流道内三维流场的认识不断深化,先已经具备了从三维的角度对出水流道进行水力设计,从而避免采用当量扩散角存在的问题。本文分析了大型低扬程泵站出水流道的水力设计采用当量扩散角存在的问题,采用数值模拟的方法对大型低扬程泵站出水流道内的扩散流动进行了较为深入研究,提出了用平面扩散角和立面扩散角取代当量扩散角进行出水流道三维形体优化水力设计,并将研究成果应用于工程设计,取得了令人满意的效果。本文主要研究成果如下:(1)分析了《泵站设计规范》(GB50265-2010)中关于泵站出水流道当量扩散角宜取8~12°存在的问题,指出:扩散角是大型低扬程泵站出水流道三维形体水力设计的关键参数之一,对出水流态和流道水力性能的影响很大;当量扩散角是一种基于过流面积折算的方法,对于出口断面面积相同而断面形状分别为“扁宽型”矩形和“高窄型”矩形的两个出水流道,经折算可以得到相同的当量扩散角,存在着理论上的矛盾。(2)将出水流道内水流的三维扩散流动分解为平面方向的扩散流动和立面方向的流动;对于出口断面形状为“扁宽型”矩形的出水流道,出水流道内的水流以平面方向的扩散为主,而对于出口断面形状为“高窄型”矩形的出水流道,出水流道内的水流以立面方向的扩散为主,若采用当量扩散角进行出水流道的水力设计,可能导致同一个当量扩散角对应于两种差别很大的出水流道内的扩散流动。(3)根据统计结果,已建大型低扬程泵站出水流道立面扩散角的取值范围为5°~10°、平面扩散角的取值范围为15°~23°,说明出水流道内水流在立面方向的扩散较小、平面方向的扩散较大,其原因在于:立面方向的扩散受到泵房水工布置、出水池水位变幅、闸门尺寸、土建工程量等因素的限制,平面方向的扩散所受的限制因素很少。(4)采用数值模拟的方法分别对具有多个不同平面扩散角和立面扩散角的出水流道方案进行了三维流场计算,结果表明:大型低扬程泵装置出水流道平面扩散角的取值宜为18°左右,立面扩散角的取值一般为8°左右;平面扩散角过大会导致流道内水流脱流而产生旋涡,平面扩散角过小则会导致流道长度过大而增加土建工程量;(5)应用本文研究成果对大型前置竖井式贯流泵装置出水流道和斜25°轴流式泵装置出水流道进行了优化水力设计,泵装置模型试验结果表明这两个泵装置均获得了十分优异的水力性能:前置竖井贯流泵装置最优工况点效率达到83.7%,斜式轴流泵装置最优工况点效率达到81.0%。
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TV675

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李琪;许建中;李端明;李娜;;中国灌溉排水泵站的发展与展望[J];中国农村水利水电;2015年12期
2 张立华;;大体积混凝土施工技术及预防措施[J];湖北科技学院学报;2015年08期
3 丁淮波;潘卫锋;;南水北调东线工程泗阳站流道型式的比选[J];排灌机械工程学报;2014年11期
4 张仁田;朱红耕;姚林碧;;竖井贯流泵不同出水流道型式的对比研究[J];水力发电学报;2014年01期
5 徐磊;陆林广;王刚;董雷;梁金栋;;泵段、水泵模型测试段与泵段效率修正[J];水力发电学报;2012年03期
6 王浩;王建华;;中国水资源与可持续发展[J];中国科学院院刊;2012年03期
7 徐磊;陆林广;陈伟;王刚;;南水北调工程邳州站竖井贯流泵装置进出水流态分析[J];农业工程学报;2012年06期
8 梁金栋;陆林广;徐磊;陈伟;王刚;;轴流泵装置导叶出口水流速度环量对出水流道水力损失的影响[J];农业工程学报;2012年01期
9 杨帆;刘超;汤方平;周济人;;大型立式轴流泵装置流道内部流动特性分析[J];农业机械学报;2011年05期
10 蒋红梅;陈松山;何钟宁;;泗阳泵站出水流道可行性方案对比分析研究[J];水利与建筑工程学报;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 徐磊;大型特低扬程泵装置水力性能优化与综合比较研究[D];扬州大学;2012年
2 成立;泵站水流运动特性及水力性能数值模拟研究[D];河海大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 练远洋;大型低扬程泵站泵装置能量性能计算方法研究及应用[D];扬州大学;2017年
2 王兆飞;流量与环量对低扬程立式泵装置出水流道水头损失的影响[D];扬州大学;2013年
3 赵升伟;直角明渠水流交汇流动特性的数值模拟研究[D];清华大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘剑伟;占嘉诚;洪涛;王海红;李钦泽;李振宇;;地面核磁共振方法和高密度电阻率法联合找水[J];地质科技情报;2018年03期
2 李世有;;浅谈绿春县水资源综合规划[J];水资源开发与管理;2018年04期
3 夏臣智;成立;蒋红樱;辛健;;潜水贯流泵装置过流部件水力性能分析与优化[J];农业工程学报;2018年07期
4 杨帆;陈世杰;刘超;王茂运;周济人;;隔墩对轴流泵装置直管式出水流道内流及脉动的影响[J];农业机械学报;2018年05期
5 谢传流;汤方平;朱泉荣;刘海宇;吴晨辉;杨帆;;钟型进水流道轴流泵装置数值优化与试验分析[J];农业机械学报;2018年05期
6 陈怡昊;李波;王奇峰;丰雪;魏新光;;FA型抗蒸腾剂对温室黄瓜生长和产量的影响[J];江苏农业科学;2018年04期
7 孙丹丹;陈世杰;王斌;谢传流;杨帆;;睢宁县凌城泵站轴流泵装置模型试验[J];中国农村水利水电;2018年02期
8 刘鸶瑛;吕光辉;张雪妮;滕德雄;;天山北坡经济带主要城市用水效率的时空差异[J];水土保持通报;2018年01期
9 费文君;丁佳颖;曹颖;;从“泄洪沟”到“海绵园”的滨水绿地适用性设计[J];中国园林;2018年02期
10 李浩然;贾彬;王红光;李东晓;李瑞奇;;水氮措施对强筋冬小麦品种藁优2018干物质积累量及产量的影响[J];河北农业科学;2017年05期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 赵国锋;中小型灌排泵站进水水力特性改善研究[D];扬州大学;2016年
2 李正贵;灯泡贯流式水轮机协联关系及性能研究[D];兰州理工大学;2014年
3 杨帆;低扬程泵装置水动力特性及多目标优化关键技术研究[D];扬州大学;2013年
4 桑国庆;基于动态平衡的梯级泵站输水系统优化运行及控制研究[D];山东大学;2012年
5 陶红歌;地铁车厢送风系统性能优化及车厢内CO_2扩散规律研究[D];华中科技大学;2011年
6 李秋玮;交错叶轮离心泵水力特性及泵站前池整流研究[D];武汉大学;2011年
7 金燕;贯流泵内部流动的数值模拟与三维LDV测量研究[D];扬州大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 洪飞;大型低扬程泵站出水流道扩散角的分析与应用[D];扬州大学;2018年
2 吴洁洁;多相管流输运特性的数值计算研究[D];厦门大学;2014年
3 谭柱林;直角交汇明渠水流二维数值模拟[D];华北电力大学;2012年
4 姜英芳;交汇式溢洪道模型试验研究和数值模拟[D];郑州大学;2010年
5 曾剑辉;工程控制下T型明渠交汇口表层水流特性研究[D];河海大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李德刚;;桥梁工程中大体积混凝土施工技术及温控措施探析[J];技术与市场;2014年12期
2 项飞海;;建筑工程中大体积混凝土施工技术及裂缝控制措施[J];中华民居(下旬刊);2014年09期
3 王艳;;大体积混凝土施工技术在高层建筑基础中的应用[J];黑龙江科技信息;2014年24期
4 张前进;赵水汨;吴新民;蒋雯;王芳;;南水北调东线工程泗阳泵站水泵装置模型试验[J];水泵技术;2013年06期
5 马志辉;;对于大体积混凝土施工技术的研究[J];中国建筑金属结构;2013年24期
6 赵水汨;张前进;潘卫峰;;南水北调东线工程泗阳泵站主水泵选型设计[J];水泵技术;2013年05期
7 BING Hao;CAO Shuliang;TAN Lei;ZHU Baoshan;;Effects of Meridional Flow Passage Shape on Hydraulic Performance of Mixed-flow Pump Impellers[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2013年03期
8 ZHAN Jie-min;WANG Ben-cheng;YU Ling-hui;LI Yok-sheung;TANG Ling;;NUMERICAL INVESTIGATION OF FLOW PATTERNS IN DIFFERENT PUMP INTAKE SYSTEMS[J];Journal of Hydrodynamics;2012年06期
9 陈彦平;;浅谈水利工程大体积混凝土施工技术应用分析[J];科技与企业;2012年23期
10 张金凤;梁赟;袁建平;袁寿其;;离心泵进口回流流场及其控制方法的数值模拟[J];江苏大学学报(自然科学版);2012年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邓小兵;不可压缩湍流大涡模拟研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2008年
2 张金凤;带分流叶片离心泵全流场数值预报和设计方法研究[D];江苏大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 蔡金来;轴流泵出口环量对出水流道损失影响的数值模拟研究[D];扬州大学;2009年
2 祝婕;宝应泵站进出水流道优化水力设计及模型试验研究[D];扬州大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗洪;大型低扬程水泵新技术[J];治淮;1994年09期
2 董泽辉;我国大型低扬程水泵的最新研究[J];水利水电工程设计;2000年03期
3 周君亮;低扬程泵站建设中装置选用问题(上)[J];江苏水利;2002年06期
4 张晓丹;;浅论实际设计工作中低扬程水泵的合理选型[J];水利科技与经济;2010年12期
5 王瑞华;潘道宏;王天华;刘永亮;;最小二乘向量机拟合低扬程抽水站水位流量关系研究[J];江苏水利;2012年07期
6 李国英;;从国内外发展情况看:我国大型低扬程排灌站建设存在的问题[J];治淮;1986年04期
7 谢汉章;;低扬程地区泵站改造途径[J];排灌机械;1989年01期
8 ;低扬程大流量潜水轴流泵通过鉴定[J];江苏工学院学报;1991年01期
9 黄林泉;论我国低扬程泵的发展[J];农田水利与小水电;1991年05期
10 钱义达,曹志高;低扬程轴流泵站的综合改造[J];水利水电技术;1992年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄培;于永海;;立轴低扬程泵站主要设备部件选型比较4[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年
2 陈松山;周正富;屈磊飞;何仲宁;葛强;严登丰;;低扬程泵站箱涵式出水流道水力特性研究[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年
3 刘慈群;郭白奇;;有弥散和吸附的径向渗流的数值模拟[A];第五届全国水动力学学术会议暨第十五届全国水动力学研讨会文集[C];2001年
4 袁帅;张汉昭;古成钢;;爆炸密封的初步数值模拟研究[A];第五届全国强动载效应及防护学术会议暨复杂介质/结构的动态力学行为创新研究群体学术研讨会论文集[C];2013年
5 孙远翔;徐琳;;混凝土和钢筋混凝土冲击试验的数值模拟[A];第22届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2013年
6 陈刚;陈忠富;;45钢Taylor撞击变形的数值模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 关醒凡;商明华;;以南水北调工程为鉴提高低扬程泵站的技术水平[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年
8 沈成康;吴建成;翁智远;赵永言;;混凝土板在弹体冲击下的响应试验与数值模拟[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年
9 周文胜;任杰;张庆茂;;复合材料工程应用规范[A];第17届全国复合材料学术会议(复合材料应用及产业化分论坛)论文集[C];2012年
10 刘仁培;董祖珏;魏艳红;;焊接凝固裂纹数值模拟前处理系统[A];第十次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 本报实习记者 蒋文雯 通讯员 罗耀华;宝钢数值模拟研究和应用领跑钢铁行业[N];中国冶金报;2012年
2 吴为;低扬程 多功能 大流量水泵[N];中国水利报;2003年
3 通讯员 朱江 冯明农;风能项目组研讨数值模拟产品共享[N];中国气象报;2010年
4 吴为;低扬程 多功能 大流量水泵[N];中国水利报;2003年
5 刘超;南水北调低扬程水泵装置选型和建议[N];中国水利报;2004年
6 杨雄飞;炼钢与环境技术的研究方法[N];世界金属导报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 施伟;大型低扬程泵优化设计及内部流动特性研究[D];江苏大学;2015年
2 杨文彬;几类反应扩散模型的动力学行为及其数值模拟[D];陕西师范大学;2015年
3 郄思远;多级环流装置的流体力学研究与其在分离过程中的应用[D];天津大学;2014年
4 黄利忠;库特两相流中固粒运动与碰撞的数值模拟[D];浙江大学;2015年
5 Mohammed Aman Ullah(阿曼);用守恒型跟踪算法数值模拟流体中的介质界面[D];上海大学;2011年
6 梁金栋;低扬程立式泵装置优化水力设计研究[D];扬州大学;2012年
7 杨坚;缝洞型碳酸盐岩油藏缝洞单元数值模拟理论与方法研究[D];中国石油大学;2007年
8 葛强;低扬程水泵装置水力特性换算与性能预测研究[D];河海大学;2006年
9 黄良勇;低扬程大型泵站过渡过程特性研究[D];江苏大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 洪飞;大型低扬程泵站出水流道扩散角的分析与应用[D];扬州大学;2018年
2 王明光;低扬程泵站进、出水流道优化设计研究[D];清华大学;2016年
3 朱旭耀;驷马山乌江泵站能量特性现场测试研究与应用[D];扬州大学;2015年
4 眭辉;开敞式低扬程大型泵装置水力优化设计研究[D];扬州大学;2015年
5 陈佳;双向立式轴流泵装置内流机理及流固耦合分析[D];江苏大学;2016年
6 王芃也;蜷曲式虹吸出水流道泵装置水力特性及优化[D];扬州大学;2017年
7 张雪;泵站虹吸式出水流道参数化设计[D];扬州大学;2017年
8 武蒙;立式轴流泵曲线扩管双向出水流道数值优化研究[D];扬州大学;2012年
9 王刚;泵站进、出水流道优化水力设计方法研究[D];扬州大学;2012年
10 王兆飞;流量与环量对低扬程立式泵装置出水流道水头损失的影响[D];扬州大学;2013年
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