水源地取水泵站水流流态数值模拟与改善

作     者：施伟 成立 SHI Wei;CHENG Li

作者机构：南水北调东线江苏水源有限责任公司南京210019 扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225000 江苏省泵站工程技术中心南京210019 

出 版 物：《南水北调与水利科技（中英文）》 (South-to-North Water Transfers and Water Science & Technology)

年 卷 期：2020年第18卷第2期

页      面：159-176页

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 080103[工学-流体力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51779214) 江苏省第五期“333高层次人才培养工程”(BRA2018382) 江苏省工信厅2018年度第二批省级工业和信息产业转型升级专项资金。 

主　　题：取水泵站 预沉池 曝气池 前池 流态 数值模拟 

摘      要：为解决取水泵站预沉池内水流流态紊乱、曝气池及前池存在大面积回流区及旋涡等问题,针对某一具体水源地取水泵站,基于三维不可压缩流体的有限体积法和标准k-ε湍流模型,采用ANSYS CFX软件对该泵站预沉池、曝气池及前池进行数值模拟计算。通过对计算结果进行后处理,分析了取水泵站所选横断面水流流态、流速云图以及压力云图。在原方案基础上通过对曝气池廊道转角处设置倒圆角、廊道转角内设置U形导流墙与1/4弧形导流墙、前池内设置八字形导流墩及泵机组间设隔墩来对泵站进行优化。优化后改进方案与原方案相比,廊道转角处脱流、回流现象得到改善,曝气池及前池内大范围回流区域消失,泵站整体水流不存在明显的不良流态。该研究成果对于优化内水流流态,预防泥沙沉淀,提高泵站运行稳定性、高效性、安全性有一定的指导意义。