泵站前池是連接引渠和水泵進水池的水工建筑物,前池分為正向進水前池和側(cè)向進水前池。前池流態(tài)的優(yōu)劣直接影響到進水池水流流動狀態(tài)與機組的運行,流態(tài)紊亂會導致進水池內(nèi)產(chǎn)生大面積回流,水泵機組效率降低,嚴重時會出現(xiàn)泥沙淤積,水泵機組振動和汽蝕現(xiàn)象,影響機組運行安全。因此前池的流態(tài)非常重要,為了優(yōu)化前池的水流流動狀態(tài),通過增設不同的整流措施來到達效果,為水泵的工作運行提供良好的進水環(huán)境,保證水泵機組運行的安全可靠和高效,避免產(chǎn)生振動與回流。本文以某抽水站為工程背景,對多機組泵站前池的流動特性和整流進行研究。研究方法分為數(shù)值模擬和模型實驗兩大部分。數(shù)值模擬結(jié)果表明多機組泵站正向進水前池內(nèi)有大面積回流的存在,并且嚴重影響了進水池前的斷面流速分布。在開啟不同運行機組的工況下,前池內(nèi)仍然存在大面積回流,甚至出現(xiàn)主流偏移現(xiàn)象。通過對模型實驗測量的數(shù)據(jù)處理發(fā)現(xiàn),前池兩側(cè)存在的大面積回流與數(shù)值模擬基本一致;對前池出口斷面通過數(shù)值模擬計算所得的中層流速均勻度為25%,實驗所測得的中層流速均勻度為21%,基本吻合。開啟不同臺數(shù)機組的工況下,前池內(nèi)的回流位置與大小和數(shù)值模擬所計算的結(jié)果同樣吻合。由此可以得出本文所作的... 

【文章來源】：揚州大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１多機組泵站正向進水前池透視圖??

１２?揚州大學碩士學位論文??圖２－２模型網(wǎng)格??２．６數(shù)值模擬邊界條件的設定??２．６．１進□邊界??進口邊界常用的類型有速度進口（ｖｅｌｏｃｉｔｙ－ｉｎｌｅｔ）、流量進口（ｍａｓｓ－ｆｌｏｗ－ｉｎｌｅｔ〉和壓??力進口（ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｉｎｌｅｔ）。本文所選用的是速度進口條件，設計流量下的速度大小為０．１８３ｍ／ｓ。??２．６．２出□邊界??出口邊界常用的類型有壓力出口（ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｏｕｔｌｅｔ）和自由出流（ｏｕｔｆｌｏｗ）。自由出流??這種邊界條件僅適用于充分發(fā)展的流場，原理是將以壓強除外的所有流動的參數(shù)其法向梯??度都設定為０。本文出口條件選用的是自由出流邊界條件，６個出口按照１／６的流量權重分??配。??

?雷鎮(zhèn)多機組泵站前池流動特征和組合整流?＼５＿??Ａｐ?＝?＾２５?＝?（１／３０）２５＝０．０００２０２８??所以?２＝１．２１７Ｌ／ｓ。??／／？．＝２／３０＝０．０６７ｍ??３．１六臺機組運行工況下數(shù)值模擬??本文研究的泵站有６臺水泵機組，如下圖依次分為Ｉ＃、２＃、３＃、４＃、５＃、６＃。按照作??用也可分為常用機組與關閉機組兩大類。本文首先對６臺水泵機組全開的工況進行數(shù)值模??擬研究。對該工況下泵站在前池的上、中、下三個斷面水流流動特性、斷面流速均勻度進??行相關的分析，其中：上層距離前池水面為０．１５／／，，．、中層距離前池水面０．５／／，，．，底層距離??前池底部為０．１９札，札為前池水深。綜合考慮得出６臺機組運行工況下所產(chǎn)生的問題。如??圖３－１為原始方案模型計算的三維實體圖，６臺機組順序、進出口位置如下已標出。??ｉｎｌ？ｔ??圖３－１原方案模型計算邊界設置三維圖??３．１．１流速均勻度計算方法和斷面位置??泵站前池出口斷面的水流流態(tài)對水泵機組的安全運行與運行效率有著至關重要的作??用，為此本文可以用泵站前池出口斷面（１－１斷面）的流速均勻度來描述水流的流態(tài)，如??圖３－２。通過比較流速均勻度的大小也能反應加入整流措施的效果流速均勻度的值越??大表明斷面的流速分布越均勻。其計算公式如下：??ｒ?，?１?ｉＰＶ＾ｆＡＡ＇?（３－５）??其中匕：流速均勻度；Ｇ?：第ｉ個網(wǎng)格單元的軸向速度；ｆ?：斷而平均軸向速度；：??第ｉ個網(wǎng)格單元所代表的面積??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]大跨度泵站多人字型前池導流墩整流分析[J]. 白玉川,李彬,徐海玨,姜云鵬,劉海源.  水電能源科學. 2019(06)
[2]分水閘站樞紐分水池流態(tài)改善措施研究[J]. 王曉升,陳毓陵,孫靖康.  灌溉排水學報. 2018(12)
[3]非對稱式閘站結(jié)合式泵站前池流態(tài)模型試驗研究[J]. 徐波,張從從,夏輝,高琛,劉鵬程.  水電能源科學. 2018(07)
[4]城市排水泵站進水前池水力特性數(shù)值模擬研究[J]. 丁兆利.  水利科技與經(jīng)濟. 2018(06)
[5]導流墩布置形式對泵站前池流態(tài)影響分析[J]. 劉承,陳奇,蔣勁,劉亞萌.  中國農(nóng)村水利水電. 2018(04)
[6]閘站結(jié)合泵站前池導流墩整流模擬[J]. 趙苗苗,賈君德,秦景洪,梁金棟,楊帆.  中國農(nóng)村水利水電. 2018(04)
[7]城市輸水泵站前池流態(tài)及整流措施[J]. 馮建剛,錢向棟,張睿.  水利水電科技進展. 2018(02)
[8]泵站前池倒T形底坎整流措施數(shù)值模擬[J]. 夏臣智,成立,焦偉軒,張帝.  南水北調(diào)與水利科技. 2018(02)
[9]明渠非恒定流的一維淺水波與三維VOF耦合模擬[J]. 張曉曦,張春澤,陳秋華.  重慶交通大學學報(自然科學版). 2017(12)
[10]大擴散角泵站前池整流措施的數(shù)值模擬[J]. 于磊,顧巍,劉必偉,成立.  揚州大學學報(自然科學版). 2017(04)

博士論文
[1]中小型灌排泵站進水水力特性改善研究[D]. 趙國鋒.揚州大學 2016

碩士論文
[1]基于三維數(shù)值模擬的某泵站樞紐前池流態(tài)分析與改善[D]. 金玉杰.揚州大學 2018
[2]某側(cè)向進水泵站前池流態(tài)改善措施研究[D]. 陳齊.揚州大學 2019
[3]基于CFD數(shù)值模擬的泵站前池流態(tài)分析及其對淤積形態(tài)的影響研究[D]. 王國霞.華北水利水電大學 2018
[4]泵站前池整流措施的數(shù)值模擬與模型試驗研究[D]. 施曉歡.揚州大學 2015
[5]基于CFD數(shù)值模擬的泵站前池設計優(yōu)化[D]. 曾杭.湖南大學 2014
[6]閘站結(jié)合泵站前池水流流態(tài)的數(shù)值模擬研究[D]. 陸美凝.揚州大學 2011
[7]多泥沙河流泵站前池防淤積措施研究[D]. 彭曉光.揚州大學 2010
[8]城市排水泵站前池整流技術CFD研究[D]. 魯俊.河海大學 2006



本文編號：3491260