小型多机组泵站进水流态改善措施研究

摘要

泵站是给水排水系统正常运转的枢纽，泵站进水池是泵站的重要组成部分，其水流流态对泵站安全高效地运行有直接的影响。
　　本文建立了小型多机组泵站进水池流态数值模拟的三维湍流模型，并对数学模型进行试验验证。湍流模型选用RNG k-ε模型建立数学模型，进水池自由水面采用VOF方法进行计算。
　　利用所建数学模型，对有两台机组的泵站进水池吸水管安装位置进行了优化研究，并根据优化结果，针对增设导流板这种改善进水池流态的措施，研究导流板的位置和尺寸。主要研究内容如下:
　　(1)以吸水管进口速度均匀度为优化指标，依据多种工况下的数值模拟结果，对多机组泵站进水池吸水管主要结构尺寸吸水管间距S、后壁距T和吸水管悬空高度H的取值进行了优选。
　　(2)取水河道无流速时，在两吸水管中间加导流板，能有效地改善泵站进水流态。经多方案数模结果比选，确定了合适的导流板长度。
　　(3)取水河道有流速时，在下游侧吸水管后增设与河岸成45°角的导流板，可在一定程度上改善泵站进水流态。经多方案数模结果比选，确定了合适的导流板岸边端点到相邻吸水管中心点的水平距离。
　　本文的研究结论可为优化小型多机组泵站进水池的水力设计、改善进水池流态和提高小型多机组泵站的运行管理水平提供技术依据。

目录

摘要

符号说明

第1章 绪论

1．1 研究的目的和意义

1．2 研究现状

1．2．1 试验研究

1．2．2 数值计算

1．3 本文研究的内容

1．4 本章小结

第2章 泵站进水流态数值模拟方法

2．1 基本控制方程和湍流模型

2．2 水气两相VOF模型

2．3 数值求解方法

2．4 流场计算的PISO算法

2．5 计算网格划分

2．6 初始条件和边界条件

2．6．1 初始条件

2．6．2 边界条件

2．7 水力优化的目标

2．8 本章小结

第3章 数值模拟方法的试验验证

3．1 试验装置

3．1．1 试验装置设计要求

3．1．2 试验装置的组成

3．1．3 整流装置

3．2 量测方法及仪器

3．2．1 水位测量

3．2．2 流速测量

3．2．3 流量测量

3．3 试验验证

3．3．1 模型试验工况

3．3．2 数值模拟和实测结果的流速分布分析

3．4 本章小结

第4章 小型多机组泵站吸水管安装位置的优化研究

4．1 吸水管间距的优化

4．2 后壁距的优化

4．3 悬空高度的优化

4．4 本章小结

第5章 小型多机组泵站进水流态改善措施研究

5．1 取水河道无流速的改善方案研究

5．2 取水河道有流速的改善方案研究

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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