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侧向进水泵站流态改善措施的研究

中国农村水利水电 2014年第6期 120-124,128页

作者：周正富陈松山何钟宁扬州大学水利与能源动力工程学院江苏扬州225009

柳新一号泵站的前池与引河垂直相交,长度较短,泵站进水流态差,水泵机组难以高效、安全运行。底坎整流具有结构简单、施工方便、经济易行、效果显著、适用性好的优点。为合理确定底坎尺寸和位置,运用流体动力学通用计算软件Fluent,基于... 详细信息

柳新一号泵站的前池与引河垂直相交,长度较短,泵站进水流态差,水泵机组难以高效、安全运行。底坎整流具有结构简单、施工方便、经济易行、效果显著、适用性好的优点。为合理确定底坎尺寸和位置,运用流体动力学通用计算软件Fluent,基于雷诺平均N-S方程和RNGk-ε湍流模型,对4种不同的底坎方案进行了数值模拟。计算结果表明底坎具有明显的整流效果,可有效改善前池及进水池中的水流流态。通过对各方案的特征断面流速分布的比较和分析,建议选用方案3作为最终实施方案。

关键词：泵站侧向进水整流底坎数值模拟

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多机组泵站侧向进水前池流态及整流措施分析

中国农村水利水电 2021年第12期 229-234页

作者：常鹏程杨帆孙丹丹李忠斌沈强儒扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009 徐州市水利建筑设计研究院江苏徐州221002 南通大学交通与土木工程学院江苏南通226019

泵站侧向进水前池进水流态较差,易产生大范围大尺度的回流区域,导致泵站进水池流态恶化,为了明晰泵站侧向进水前池流态紊乱的问题,以江苏省徐州市境内翟山大沟泵站工程为研究对象,基于雷诺时均N-S方程和RNG k-ε模型,采用CFD技术对有无... 详细信息

泵站侧向进水前池进水流态较差,易产生大范围大尺度的回流区域,导致泵站进水池流态恶化,为了明晰泵站侧向进水前池流态紊乱的问题,以江苏省徐州市境内翟山大沟泵站工程为研究对象,基于雷诺时均N-S方程和RNG k-ε模型,采用CFD技术对有无整流措施情况下该泵站多机组运行时侧向进水前池进行数值模拟的对比分析。结果表明:无整流措施的情况下3台机组的进水池内部均存在大范围的漩涡;通过采用多方案整流措施分析,相比原方案,降低侧向进水前池的纵向底坡且设置弧形导流墙时进水池流速分布均匀,流态最好,且各机组进水喇叭管进口面的平均轴向速度分布均匀度较原方案提高了约10%。

关键词：泵站侧向进水前池流态整流

“Y”形导流墩几何参数对侧向进水泵站前池流态影响

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南水北调与水利科技（中英文） 2020年第3期18卷 192-200页

作者：张聪聪周春峰周艳霞许龙成立扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225100 南京市水务设施管理中心南京210000 盐城市大丰区农业农村局江苏盐城224100 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200082

为改善侧向进水泵站前池流态,基于CFX软件,采用RNG k-ε紊流模型,对无整流措施和布置"Y"形导流墩情况下的侧向进水前池进行了数值模拟,分析"Y"形导流墩位置、高度、角度、长度等因素对侧向进水泵站前池流态的影响。数值结果表明:无整流... 详细信息

为改善侧向进水泵站前池流态,基于CFX软件,采用RNG k-ε紊流模型,对无整流措施和布置"Y"形导流墩情况下的侧向进水前池进行了数值模拟,分析"Y"形导流墩位置、高度、角度、长度等因素对侧向进水泵站前池流态的影响。数值结果表明:无整流措施时,泵站前池左侧区域存在大面积回流区,泵站右侧机组水流偏斜非常明显,对机组有不利影响;"Y"形导流墩具有分流作用,通过在进水池前布置"Y"形导流墩可显著均匀流速、消除回流区,水流能够更均匀地流入各台机组。研究发现,当"Y"形导流墩位于进水池前33.33 D0、高度为1.11 D0、角度为120°、长度为2.78 D0时,侧向进水泵站前池流态有明显改善,进水池前行近流速分布更加均匀。

关键词： “Y”形导流墩侧向进水前池流态数值模拟

基于能量梯度理论的泵站侧向进水前池设计优化

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人民长江 2020年第10期51卷 138-143页

作者：孙众程炀刘冠霆张绿君扬州市勘测设计研究院江苏扬州225000

以高邮市头闸引水泵站工程为例,针对侧向进水前池内存在局部回流和进水池内不良流态的问题进行研究。基于三维不可压缩流体的雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用ANSYS CFX软件对不同方案的侧向进水结构内的流场进行了数值模拟,并... 详细信息

以高邮市头闸引水泵站工程为例,针对侧向进水前池内存在局部回流和进水池内不良流态的问题进行研究。基于三维不可压缩流体的雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用ANSYS CFX软件对不同方案的侧向进水结构内的流场进行了数值模拟,并基于能量梯度理论对进水结构进行优化。研究结果表明:通过在前池中增设导流墙和弧形底坎可有效消除前池内的回流和进水池内的漩涡;原方案、方案1和方案2中吸水喇叭管进口横断面流速均匀度分别为78.7%,84.6%和90.2%;大尺度回流和漩涡发生位置的能量梯度K值较大,通过能量梯度理论揭示了泵站侧向进水结构内不稳定流场的机理。研究结果可为类似工程进水结构优化提供一定的参考。

关键词：泵站进水前池侧向进水 CFD 流态分析流速均匀度能量梯度

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电厂机组泵房侧向进水前池流态水力试验研究

中国农村水利水电 2007年第6期 115-117,119页

作者：练伟航马治安张广传赖冠文广东省水利水电科学研究院广州510610 新疆伊犁河流域开发建设管理局乌鲁木齐830000

通过对某电厂自流式引水明渠与机组循环水泵房进水前池连接段的研究,探索了多种侧向垂直箱涵进水连接形式的水力性能及对前池水流流态均匀性和稳定性的影响,提出优化的布置形式、几何形状以及改善流态的工程技术措施,以满足工程设计的要... 详细信息

通过对某电厂自流式引水明渠与机组循环水泵房进水前池连接段的研究,探索了多种侧向垂直箱涵进水连接形式的水力性能及对前池水流流态均匀性和稳定性的影响,提出优化的布置形式、几何形状以及改善流态的工程技术措施,以满足工程设计的要求,也为类似工程的设计和研究提供了有益的参考。

关键词：侧向进水流态均匀性及稳定性

导流墩偏斜角度对侧向进水泵站前池整流效果的影响

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水电能源科学 2021年第7期39卷 121-125页

作者：冯倜倜梁金栋孙晨光沈颖王怡波扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225127 江苏省水利工程科技咨询股份有限公司江苏南京210009

为改善某侧向进水泵站前池内存在的漩涡、偏流等不良流态,设置了多组偏斜导流墩方案,采用计算流体力学软件CFX模拟施加整流措施后的侧向进水泵站前池水流,以漩涡面积、斜流偏斜角度及回流规模作为评价依据对各方案进行评价比选。结果表... 详细信息

为改善某侧向进水泵站前池内存在的漩涡、偏流等不良流态,设置了多组偏斜导流墩方案,采用计算流体力学软件CFX模拟施加整流措施后的侧向进水泵站前池水流,以漩涡面积、斜流偏斜角度及回流规模作为评价依据对各方案进行评价比选。结果表明,随着导流墩角度增大,墩前漩涡逐渐减小,墩后漩涡缓慢增大,导流墩的最佳偏斜角度为12°。采用最优偏斜角度导流墩和曲型导流墩相结合的整流方案能够有效减小漩涡面积,大幅提升各进水流道断面流速均匀度和加权平均角,改善水泵的进水条件,为最优方案。

关键词：侧向进水前池导流墩组合整流数值模拟

镂空式整流底坎对侧向进水泵站前池流态的影响

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水电能源科学 2020年第7期38卷 161-164,180页

作者：杨旭奚斌鲁儒张春辉段元锋郑雅珍扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009

为了改善侧向进水泵站进水流态,采用CFX软件对侧向进水泵站前池流态进行了数值模拟,并结合物理模型试验,研究了在前池入口处设置不同孔高比镂空式整流底坎对水流流态的影响。结果表明,在加设七种不同孔高比镂空整流底坎后,流态方面,底... 详细信息

为了改善侧向进水泵站进水流态,采用CFX软件对侧向进水泵站前池流态进行了数值模拟,并结合物理模型试验,研究了在前池入口处设置不同孔高比镂空式整流底坎对水流流态的影响。结果表明,在加设七种不同孔高比镂空整流底坎后,流态方面,底坎孔高比为0(无孔整流坎)时,相比不设整流底坎时进水流道前的漩涡区大幅减小,在引河处仍存在低速回流区;镂空式整流底坎设置后,进水前池回流区明显减小,当孔高比达到0.6时,漩涡和回流区基本消失,进入进水池水流无明显偏流,流态相比较好;流速均匀度方面,进口断面轴向流速均匀度随着孔高比的增加先增大后减小,当孔高比为0.6时,进水池入口处流速均匀度达到了74.27%,相比于孔高比为0时提高了6.77%,即当孔高比为0.6时流速均匀度较好。

关键词：侧向进水前池镂空底坎整流流速均匀度孔高比

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城市排水泵站侧向进水集水池水力特性研究

城市排水泵站侧向进水集水池水力特性研究

作者：段志强河海大学

学位级别：硕士

城市排水泵站常年运行的流量变化一般很大，配泵机组台数较多，为节省占地面积，常采用布置较紧凑的侧向进水方式。对侧向进水集水池，一般会出现同池各水泵配水不均匀，池内流态紊乱、水泵吸水条件差，继而导致水泵效率下降、机组振动... 详细信息

城市排水泵站常年运行的流量变化一般很大，配泵机组台数较多，为节省占地面积，常采用布置较紧凑的侧向进水方式。对侧向进水集水池，一般会出现同池各水泵配水不均匀，池内流态紊乱、水泵吸水条件差，继而导致水泵效率下降、机组振动等问题。本文结合上海市污水治理三期工程汶水路泵站水力特性研究课题，探讨了改善侧向进水集水池水力特性的途径与方法，提出了有效的整流、均流措施。本文提出了改善侧向进水集水池水力特性的两种技术方案，即配水孔方案与流槽式配水方案。对每一种技术方案，应用数值模拟试验与水力物理模型试验相结合的研究方法，全面细致地研究了侧向进水集水池的水力特性。研究成果对改善侧向进水城市排水泵站水力特性、提高该类泵站的安全可靠性与高效经济性具有较好的指导意义与实用价值。

关键词：泵站侧向进水水力特性数值模拟水力模型试验

基于响应面法的侧向进水泵站前池整流措施研究

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基于响应面法的侧向进水泵站前池整流措施研究

作者：徐颖扬州大学

学位级别：硕士

对于侧向进水泵站前池,由于水流从一侧斜向进入,极易在前池内形成大范围的回漩区。对于含沙水流,长此以往会在漩涡处产生泥沙淤积,同时泥沙淤积又会进一步加剧主流偏斜。站前水流侧向进入进水池现象明显,水流偏斜会严重干扰边侧机组正... 详细信息

对于侧向进水泵站前池,由于水流从一侧斜向进入,极易在前池内形成大范围的回漩区。对于含沙水流,长此以往会在漩涡处产生泥沙淤积,同时泥沙淤积又会进一步加剧主流偏斜。站前水流侧向进入进水池现象明显,水流偏斜会严重干扰边侧机组正常运行,降低水泵效率。因此,有必要采取整流措施以改善泵站的进水流态,通过选用合适的整流措施能营造正向进水条件,基本消除前池内不良流态,保证水流均匀平顺地进入进水池,确保机组安全高效运行。本文主要采用响应曲面方法结合数值模拟方法对整流措施的不同参数组合进行优化分析,得到的规律可作为侧向进水泵站前池整流措施设置方案的借鉴。建立侧向进水泵站前池1:25的模型,针对设计水位工况下原始方案流场进行数值计算,通过对比数值模拟与物理模型试验的流态,证明数值模拟结果可信。分析数值模拟结果,发现原始方案时前池内部存在大漩涡,回漩中心位于站前左侧,引河内也存在大范围漩涡,水流偏斜严重。站前特征断面的速度分布云图显示,水流高速区位于站前右侧,断面流速均匀度与加权平均角度值偏小。为了改善流态,在前池内设置导流墩、底坎和导流墙三种整流措施,共八组整流方案。根据对底层和面层流线图以及特征断面轴向速度分布云图的直观分析,底坎的整流效果最明显。根据对流场评价指标值的数值分析,普通底坎能够有效提升流速均匀度的值,提升幅度为44.8%,“Y”形导流墩能够将加权平均角度的值提升3.6%。经过单因素试验,筛选出对前池流场影响较为显著的四个参数,分别是底坎高度、导流墩夹角、导流墩长度和导流墩角度。将流速均匀度与加权平均角度的值按4:6的比例构造目标函数Y,四个因素中,导流墩角度对Y值的影响程度较小。对响应面试验一预测的最优参数组合进行数值模拟,实际得到的流速均匀度较原始方案提升了 61.3%,加权平均角度值较原始方案提升了 9.4%,Y值较原始方案提升了 25.5%。对响应面试验二预测的最优参数组合进行数值模拟,实际得到的流速均匀度较原始方案提升了 73.3%,加权平均角度值较原始方案提升了 9.4%,Y值较原始方案提升了 29.2%。该种方法可用于今后对前池整流措施进行多因素多目标优化。

关键词：侧向进水前池响应面法整流措施数值模拟