隨著工農業(yè)的迅速發(fā)展,科學的調水方式一直是世界級的重要課題。調水工程中普遍應用的有:明渠引水、隧洞引水以及管道引水。虹吸式輸水系統(tǒng)作為管道引水中一種常用的輸水系統(tǒng),與其他輸水系統(tǒng)相比,具有增大輸水流量、提高配送高度、降低水頭損失等優(yōu)點。在常規(guī)的虹吸式輸水系統(tǒng)基礎上,一種新型的潛水式整流器被應用于虹吸管路入口處,其優(yōu)點在于能改善管內流態(tài),降低管路的綜合阻力系數(shù)并減少吸入渦的形成,從而提升虹吸式輸水系統(tǒng)的性能。雖然虹吸整流器在實際工程中己經有了廣泛的應用,但其工作機理尚未被完全揭示,整流器設計缺乏理論指導且內部結構較為復雜,導致其局部阻力損失較高,對輸水效率產生了一定影響。本文以虹吸輸水管路入口的潛水式整流器為研究對象,采用了試驗研究與數(shù)值模擬相結合的方法,分析了整流器內部漸擴型射流管及其內部流體域的流動狀態(tài)和阻力特性,應用正交分析法和因素分析法,對其內部漸擴型射流管結構、整流器匯集段長度、收縮角以及群管陣列方式等因素進行了優(yōu)化設計,并對其自吸特性進行了細致的研究,本文主要研究內容及創(chuàng)新點如下:(1)根據(jù)潛水式整流器的特殊結構,對其內部單個漸擴型射流管進行數(shù)值模擬,通過模擬結果對比不同近壁... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

虹吸原理圖

長距離引水工程中采用真空高速輸水成套設備，在工程條件相同的情況下動力，流量可提高 25%以上。2006 年 3 月 19 日，業(yè)主單位采購了該公司空高速輸水成套設備進行再次改造，在龍興寺水庫庫內安裝一臺 SW600 潛整流裝置，管道跨越了 7m 高的涵洞與原“重力流”引水管道并聯(lián)，其余管日流量達 5500m3，提高了 37.5%。至 2007 年 4 月，龍興寺水庫水面標高日流量可達 7500m3，供水流量提高了 87.5%。該案例的測試報告闡述了管道運行中所出現(xiàn)流量不足問題的主要原因是管了大量窩氣，通過沿途設置 13 個排氣閥的解決措施，可緩解問題，但同時運行維護中排氣操作不便的新問題。而采用虹吸負壓輸送的引水方式，流遠遠超出了預期，經長期實際運行后效果更加明顯，其實際運行工況如圖可以看出，在入口處使用整流器可實現(xiàn)大管徑下的虹吸輸水，證明整流器水系統(tǒng)中的應用可有效改善管路進氣的不良影響，從而提升整個虹吸管路能。

圖 2.2 單個漸擴型射流管結構示意圖Fig. 2.2 Schematic diagram of the structure of a single diffused pipe漸擴管入流細管段直徑為 R1，出流粗段直徑為 R2，入流細管段長度為 L1，擴段尾部長度為 L2，出流粗管段長度為 L3。實際運行狀態(tài)中，漸擴管呈垂置，較細段向下，水流從下方入流細管段流經出流粗管段及匯集段進入管2水頭損失理論計算為了為數(shù)值模擬提供理論參考，現(xiàn)根據(jù)已有的對漸擴圓管局部損失系數(shù)的以及圓管內沿程損失計算公式對研究對象進行水頭損失的理論計算�，F(xiàn)有兩個漸擴管設計方案，其結構參數(shù)如表 2.1 所示。表 2.1 漸擴型射流管結構參數(shù)Table 2.1 Structural parameter scheme of diffused pipeL1/mm L2/mm L3/mm R1/mm R2/m

【參考文獻】：
期刊論文
[1]南水北調中線工程典型倒虹吸進口上游垂向流速分布[J]. 付輝,郭新蕾,楊開林,郭永鑫,王濤.  水科學進展. 2017(06)
[2]前導葉葉片位置對燈泡貫流泵水力性能的影響[J]. 戴景,李彥軍,袁壽其,戴啟璠,梁豪杰.  排灌機械工程學報. 2017(09)
[3]4mm虹吸管高揚程虹吸流速研究（英文）[J]. Cheng MEI,Xu LIANG,Hong-yue SUN,Meng-ping WU.  Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2017(06)
[4]坡度對虹吸管路氣液兩相流動水力特性影響試驗研究[J]. 張小瑩,李琳,譚義海,吳洋鋒.  中國農村水利水電. 2017(01)
[5]消防水炮流道優(yōu)化設計及仿真實驗分析[J]. 胡國良,劉世鴻,徐明,李剛.  機械設計與制造. 2016(04)
[6]軸流泵裝置虹吸式出水流道內流機理數(shù)值分析[J]. 楊帆,劉超,孫丹丹,謝榮盛,張麗萍.  農業(yè)機械學報. 2015(06)
[7]高揚程虹吸空化現(xiàn)象數(shù)值分析[J]. 熊曉亮,張世華,張文君.  長江科學院院報. 2015(01)
[8]正虹吸管道水力特性試驗研究[J]. 王夢婷,李琳,譚義海,邱秀云,許史.  水電能源科學. 2014(12)
[9]泵站虹吸式出水管虹吸形成過程氣液兩相流數(shù)值模擬[J]. 王曉升,馮建剛,陳紅勛,卜立峰,譚琳露.  農業(yè)機械學報. 2014(05)
[10]近壁面處理對湍流數(shù)值計算的影響分析[J]. 張濤,朱曉軍,彭飛,閔少松.  海軍工程大學學報. 2013(06)

博士論文
[1]基于計算流體力學的虹吸式流道形狀優(yōu)化設計[D]. 彭志威.湖南大學 2009

碩士論文
[1]虹吸式雨水排水系統(tǒng)單斗排水性能研究[D]. 萬瑞琦.西南交通大學 2017
[2]整流結構對低壓射流噴嘴的特性研究[D]. 朱博垚.西南交通大學 2015
[3]長距離虹吸管輸水試驗研究[D]. 許史.新疆農業(yè)大學 2010



本文編號：2907178