水力设计

摘要： 此前从未进行统一治理的达溪河仍为天然岸坡状态,稍大的洪水便有可能造成下游泛滥成灾,威胁人民群众生命财产安全。达溪河的生态治理工程包含河堤整治和护岸工程的设计。经过实地勘测后,治理工程分为3个流量段进行设计。根据河道现状及地形地质等条件,选择梯形断面进行河道整治,采用坡式护岸和绿滨垫护坡。经水力计算分析,堤防护坡结构稳定,不会形成渗流破坏。本工程的设计思路可为类似工程提供一些参考。

摘要： 目前国内已有的BB3型注水泵流量大多在60~300 m^(3)/h、扬程在800~1200 m,流量超过300 m^(3)/h、扬程超过1400 m的比较少见。本文介绍了一种适合国内生产、成本相对较低、安装维护方便的大流量BB3型高压注水泵,对该注水泵的设计、生产加工过程和其中的关键技术进行了详细阐述。

摘要： 本文以48台国内投产或在建的抽水蓄能机组(单机额定出力不低于100MW)为研究对象,以机组蜗壳中的压力波传播引起相位共振的风险为切入点,分析了不同转速与导叶—叶片数匹配关系下的相位共振风险系数,比较了不同转速与导叶—叶片数匹配关系的优缺点,提出了两种等效直径下压力波沿蜗壳传播的圆周马赫数随额定水头的拟合公式,为抽水蓄能机组优化水力设计提供借鉴和参考。

摘要： 介绍了潜水切割泵的工作原理与特点,结合实际案例阐述了WQ750SQG潜水切割泵传统相似换算设计与先进CFD仿真分析技术相结合方法,通过对样泵全性能试验验证了该设计方法的可行性。结果表明在水泵设计开发中,科学运用CFD仿真分析技术有助于提前预测电泵性能,降低了设计成本与开发周期,提高了设计成功率。

摘要： 以XB4.3/240-300LC型立式长轴消防泵为研究对象,在保证叶片包角、进出口安放角、叶轮出口宽度、叶轮出口中间位置到叶轮进口轴向距离以及到旋转轴的径向距离、出口过流断面面积、叶片进口边与前盖板流线交点的径向坐标值均不变的条件下,通过改变叶轮出口倾斜角度设计多种叶轮方案,采用SST湍流模型,对不同方案进行数值模拟和内部流场分析,以寻求泵水力性能最优的叶轮出口倾斜角度.研究结果表明:改变叶轮出口倾斜角度,泵扬程和效率在小流量工况下提升幅度较小,而在大流量工况下,提升幅度相对较大;当叶轮倾斜角度为15°时,泵扬程和效率出现峰值,继续增大倾斜角度,两者反而下降,则倾斜角度为15°视为最优叶轮出口倾斜角度,此时泵扬程和效率相对原始方案分别提高5.95%和1.19%;叶轮出口处绝对速度圆周分量和径向分量在大流量工况下分布有较好的一致性,叶轮出口倾斜角度对其影响较小,而在小流量工况下,各方案的绝对速度分量在流道内分布规律较差;叶轮倾斜出口对环形空间及空间导叶内部湍动能分布有较大影响.

摘要： 为提高环保用污水泵效率,采用正交试验法设计了新型前伸式双叶片泵.选取双叶片环保泵叶轮进口直径Dj、叶轮出口直径D2、叶片出口安放角β2b以及叶片包角θ,按照L9(34)正交表设计出9组方案,分别对每组方案进行CFD分析,获得了不同设计方案在额定工况下的性能曲线.根据正交试验结果,分析了不同几何参数对泵扬程、效率的影响规律,得出对效率η的影响顺序为:D2>β2b>θ>Dj,对扬程H的影响顺序为:D2>β2b>Dj>θ,并提出了优化设计方案.优化后的样机试验结果为:额定流量点效率为76.53％,扬程为14.4 m,其扬程和效率均超过国家标准及国内同类产品.

摘要： 中小型水库工程中,一般不专门开展水工模型实验.溢洪道的水力设计主要依赖于水力学计算,故水力计算的清晰、严谨至关重要.结合金足水库溢洪道工程,阐明、梳理了溢洪道水力设计的要点及计算方法,确保溢洪道具有良好的水力体型.

摘要： 为保证里底电站轴流转桨式水轮机稳定范围宽、空蚀磨损低、高效率等性能指标,依据本工程的特点,并借鉴国内外同类型机组的设计经验,对机组关键技术进行了研究并开展了水轮机水力和结构的优化设计.对水轮机运用CFD进行全流道数值模拟并进行结果分析,结合电站机组实际运行效果,论证了里底电站水轮机水力性能优越,综合出力及安全稳定性能优良.

摘要： 为提高环保用污水泵效率,采用正交试验法设计了新型前伸式双叶片泵。选取双叶片环保泵叶轮进口直径Dj、叶轮出口直径D2、叶片出口安放角β2b以及叶片包角θ,按照L9(34)正交表设计出9组方案,分别对每组方案进行CFD分析,获得了不同设计方案在额定工况下的性能曲线。根据正交试验结果,分析了不同几何参数对泵扬程、效率的影响规律,得出对效率η的影响顺序为:D2>β2b>θ>Dj,对扬程H的影响顺序为:D2>β2b>Dj>θ,并提出了优化设计方案。优化后的样机试验结果为:额定流量点效率为76.53%,扬程为14.4 m,其扬程和效率均超过国家标准及国内同类产品。

摘要： 对转轴流泵是由2个叶轮串联在一起,以相反的方向绕同一轴心旋转的轴流泵.与常规前、后导叶式轴流泵相比,在同样设计参数条件下,对转式轴流泵具有相对体积小、运转速度低、抗空化性能好和推重比高等特点.为探究对转轴流泵的设计理论和方法,设计了一对转轴流泵的前、后置叶轮,应用Matlab软件实现参数化设计,搭建了自动分析优化平台,实现了对转轴流泵从设计参数输入到三维优化模型的自动输出.在此基础上,分析了前、后叶轮的载荷分配比例、轴向间隙和后置叶轮不同转速对轴流泵性能的影响.结果表明:后置叶轮的效率和扬程一般低于前置叶轮,可以通过载荷的重新分配,降低后置叶轮的转速来提高轴流泵的总体效率;轴向间隙存在最优值,建议设定为前置叶轮弦长的5％左右;后置叶轮转速的合理选择,能够减弱或消除常规轴流泵在小流量工况扬程曲线出现的"驼峰"现象,从而拓宽了轴流泵运行工况范围.

摘要： 日本政府土地、基础设施、交通运输和旅游省(MLIT)于2017年6月发布了《日本政府土地、基础设施、交通运输和旅游省升级改造运行中大坝的愿景》.该愿景提出了推进现有大坝升级改造的对策,包括采取结构性和非结构性措施提高现有大坝的利用效率.以往日本也采取过提高坝体和增加坝洪流设施泄流量等一系列措施.目前,一些针对现有坝的改造工程也正在推进当中.与修建新的坝不同,对现有坝的泄流设施进行升级改造或安装新的泄流设施在水力设计方面将面临种种挑战.应对这些挑战的方法已通过水力模型试验等进行了检验.本文概述了通过坝升级改造工程增加坝泄流设施泄流量的三大技术:坝体开凿、坝体钻孔和洞式溢洪道,并以Nagayasuguchi坝改造工程为例,阐述了现有坝改造工程水力设计的内容.

摘要： 糯扎渡水电站泄洪隧洞具有泄量大、水头高、流速高的特点,其中左岸泄洪隧洞最大泄量为3395m3/s,最大水头为103m,右岸泄洪隧洞最大泄量为3257m3/s,最大水头为125.6m.两洞最高流速均可迭40m/s.本文对糯扎渡水电站泄洪隧洞的水力设计与实践作简要介绍,主要包括泄洪隧洞布置、掺气减蚀措施、抗冲磨混凝土材料和通风设计等内容.

摘要： 本文介绍了非洲几内亚共和国最大水电项目——凯乐塔水电站高水头轴流转桨式水轮机的选型设计和水力设计,并对在日本东芝水力研究所进行的模型试验和模型验收进行了总结.

摘要： 乌东德水电站是我国规划建设的又一座巨型电站,其水轮机运行特点是水头变幅大、低水头多出力,且需要参与调峰运行,给水轮机水力设计带来难度.本文通过回顾哈电在乌东德水电站混流式水轮机水力设计中的一些研发工作,简要论述了水轮机设计参数的选择、水力设计要点及试验结果,重点介绍了水轮机稳定性能方面的设计思路.

摘要： 固定导叶、活动导叶作为静止部件,是反击式水轮机的重要组成部分,起到与座环联合支承机组重量、控制机组流量/出力及为转轮提供速度矩的重要作用.在实际设计中,通常有兼顾不同设计要求的需要,包括提高水力效率、保证导水机构控制特性、改善振动特性等.本文从理论分析出发,采用可靠的CFD解析技术对一高比转速混流式水轮机的固定导叶、活动导叶进行分析,总结了不同水力设计对机组性能的影响,提出了为达到上述关键性能指标所需遵循的设计准则,为该部件的设计提供了有价值的参考.

摘要： 对于旋转式水力机械而言,核心部件就是其旋转部件.在离心泵的设计中最核心的就是离心叶轮的水力设计,叶轮水力性能直接影响到离心泵的性能.为设计开发出高质量的离心叶轮,本文提出一种利用数字化软件CFturbo、ANSYS-CFX、UG构建出的数字化系统对离心泵叶轮进行水力设计与开发,形成基于数字化软件系统的离心泵叶轮开发设计新方法.为验证设计出离心叶轮的性能,将新方法设计出的叶轮与传统方法设计出的叶轮的性能进行对比分析,充分了解两种方法设计出的叶轮的特性,进而判断新方法的可行性.

摘要： 基于抽水蓄能电站80-160中比转数离心泵的已知参数和设计要求,选定采用速度系数法对80-160中比转数离心泵进行水力设计,通过水力计算得到的基本几何参数运用AutoCAD画出叶片木模图等水力图.利用Proe三维建模软件,根据离心泵的水力设计得出的流道线及叶片木模图数据点一次输入Proe软件中,建立离心泵的三维图,接着利用GAMBIT软件进行网格划分,将划分好的计算域网格文件导入数值模拟软件FLUENT中,最终得到各断面的压力分布云图和速度分布云图以及三条特性曲线.通过分析模拟结果找出该80-160中比转数离心泵存在的不足,针对不足的地方提出性能优化建议.

摘要： 随着中国城市化进程加快,水体污染日益严重,加剧了水资源的短缺.水资源高效利用是解决水资源供需矛盾的有效手段,也是新时期水生态文明建设的工作重点.人工湿地是利用生物自净功能,低投入、低运行费、低能耗的环保型污水处理技术.在实际工程设计中,为确保人工湿地水质净化效果,应重点开展水力设计、生境设计研究,并建立合理的运行调度原则.

摘要： 滇中引水工程龙泉倒虹吸在中部设置的盘龙江分水口通过有压自流的方式向盘龙江分水.为了达到分水的目的需要在倒虹吸出口设置节制闸,仅设节制闸情况下,不同来流及分流组合运行条件下,闸门随流量变化操作频繁,且在流量小时闸门开度较小,调度过程复杂.采用节制闸与溢流堰联合运行的方式可以简化调度运行的方式,避免节制闸在小开度下频繁调节动作.

摘要： 滇中引水工程龙泉倒虹吸在中部设置的盘龙江分水口通过有压自流的方式向盘龙江分水.为了达到分水的目的需要在倒虹吸出口设置节制闸,仅设节制闸情况下,不同来流及分流组合运行条件下,闸门随流量变化操作频繁,且在流量小时闸门开度较小,调度过程复杂.采用节制闸与溢流堰联合运行的方式可以简化调度运行的方式,避免节制闸在小开度下频繁调节动作.

摘要： 本发明公开一种利用高效水力管道设计用数表以设计发电用的水力管道的方法，准确测量每根水力管道所处的坡度以及水轮机进水口内径面积A值；根据每根水力管道所处的坡度值，对照高效水力管道设计用数表查出相应的B值，用表中所指的B值与A值相乘，得出的积是所要设计的发电用的水力管道的理想的内径面积，从水力管道的内径面积计算出理想的水力管道的直径。使设计出的管道适应水自然流速即最佳状态的水流速，改变因管径配备不当造成水能量损失，或因用料过多造成建设成本浪费。本数表不仅可用于水力管道设计，也可用于其他流体管道设计的借鉴。

摘要： 垂直轴型水力发电装置(10)具备：发电机(50)，其接受来自水流的旋转驱动力而产生电力；垂直旋转轴(20)，其旋转自如地连结于发电机(50)，并且沿铅垂方向垂下设置；以及多个叶片(13)，它们沿着圆周方向以大致等角度间隔配设于垂直旋转轴(20)的周围，多个叶片(13)沿铅垂方向延伸而形成并且形成为横截面形状由翼型形状(X)构成的直线翼，翼型形状(X)的后缘由具有曲率的圆弧形状(13a)形成。这样，通过实现构成叶片的翼型形状的最适化，从而得到即使在用于接受来自水流的较大载荷的水力发电的情况下，也能够消除后缘的强度不足且维持可得到高输出的翼性能的翼型形状。

摘要： 本发明涉及一种用于水力机械的混流式转轮（200），包括：关于转轮（200）的旋转轴（Z）旋转对称的轮（1）；上冠（12）；多个向内弯曲的叶片（21），每个所述叶片（21）都具有外围边缘（212）。至少一个叶片的外围边缘（212）是弯曲的，并且凹面因此朝向转轮（200）的外侧。所述外围边缘（202）上的任意点与穿过外围边缘（212）与轮（1）之间的第一连接点并穿过外围边缘（212）与上冠（12）之间的第二连接点的直线之间的距离在外围边缘（212）上的中间点处最大。中间点（N）的半径（Rn）严格小于第一连接点（A）的半径（Ra），中间点（N）的半径（Rn）严格小于第二连接点（C）的半径（Rc）。

摘要： 本发明涉及矿山分选设备，提供了一种高效水力旋流器的设计方法，高效水力旋流器包括旋流室、锥体结构、溢流管和沉砂口，旋流室包括旋流室上盖和旋流室筒体，旋流室筒体内部为上下设置的螺旋下旋结构和旋流室筒体基圆，螺旋下旋结构上安装有进料口，进料口、螺旋下旋结构和旋流室筒体基圆依次连接形成进料通道，进料口为收缩断面结构，溢流管安装于旋流室上盖顶部且与旋流室内腔连通，旋流室筒体上端连接旋流室上盖，旋流室筒体下端连接锥体结构上端，锥体结构下端连接沉砂口，锥体结构为分段式锥体。通过对螺旋下旋结构型线的参数进行优化设计，能够降低矿浆进料的压力损失，以较低给矿压力获得较大处理能力，提高分级效率。

摘要： 垂直轴型水力发电装置(10)具备：发电机(50)，其接受来自水流的旋转驱动力而产生电力；垂直旋转轴(20)，其旋转自如地连结于发电机(50)，并且沿铅垂方向垂下设置；以及多个叶片(13)，它们沿着圆周方向以大致等角度间隔配设于垂直旋转轴(20)的周围，多个叶片(13)沿铅垂方向延伸而形成并且形成为横截面形状由翼型形状(X)构成的直线翼，翼型形状(X)的后缘由具有曲率的圆弧形状(13a)形成。这样，通过实现构成叶片的翼型形状的最适化，从而得到即使在用于接受来自水流的较大载荷的水力发电的情况下，也能够消除后缘的强度不足且维持可得到高输出的翼性能的翼型形状。

摘要： 本发明提供一种水力工作装置及其水力叶轮、水力喷淋装置和工作头。水力叶轮设有多个具有特定角度的齿叶，能够有效地利用水能，减少水流阻力。水力喷淋装置之壳体具有基本无水的第一腔体和基本满水的第二腔体，水力叶轮设置在第一腔体内，故叶轮的转动阻力小，能有效地利用水能，进而节约用水，同时可充分利用水压将第二腔体内收集的水喷出并用于外部清洁。工作头具有传动部，可将水力叶轮的旋转运动转化为往复、敲击、单点旋转或多点旋转等运动方式实现物体的清洁，以应对各种清洁需求。水力工作装置包括水力喷淋装置和工作头，两者配套使用，在工作头运动清洁的同时，由水力喷淋装置提供喷水，能够起到更好的清洁效果，进一步做到了节约用水。

摘要： 本实用新型提供一种水力工作装置及其水力叶轮、水力喷淋装置和工作头。水力叶轮包括圆柱形的叶轮本体，所述叶轮本体的外周面上沿周向均匀分布有多个齿叶，其中：所述齿叶具有第一面以及共边设置的第二面和第三面；所述第一面与所述叶轮本体的所述外周面相匹配；所述第二面和所述第三面分别与所述第一面沿周向的两相对侧连接；所述第二面为迎水面并相对于所述叶轮本体的径向具有第一角度，所述第一角度在165°～195°之间；所述第三面为背水面并用于与水流方向一致。该水力叶轮的齿叶能够有效地利用水能，减少水流阻力。水力喷淋装置之壳体具有基本无水的第一腔体和基本满水的第二腔体，水力叶轮设置在第一腔体内，其转动阻力小，能有效地利用水能。

摘要： 本发明提供了一种离心泵叶轮水力设计方法及设计的离心泵叶轮，本发明方法将离心泵叶轮内部总能量扬程分解为离心力做功和升力做功，基于离心泵叶轮内部总能量守恒和动量守恒确定离心泵叶轮的外形几何参数，基于升力做功设计离心泵叶轮叶片内部特征参数。本发明可有效提高离心泵叶轮叶片的升力做功，进而提高离心泵水力效率。

摘要： 针对离心泵在偏工况下运行所产生的问题，本发明提供了一种非设计工况离心泵的水力设计方法。通过设计叶轮进口直径、叶片进口安放角、叶片出口安放角、叶片包角、叶轮出口直径、叶片出口宽度、蜗壳进口宽度、蜗壳喉部面积，改善离心泵在非设计工况下运行所产生的问题，使离心泵可以在非设计工况下安全、稳定的运行。

摘要： 本发明提供了一种离心泵叶轮水力设计方法及设计的离心泵叶轮，本发明方法将离心泵叶轮内部总能量扬程分解为离心力做功和升力做功，基于离心泵叶轮内部总能量守恒和动量守恒确定离心泵叶轮的外形几何参数，基于升力做功设计离心泵叶轮叶片内部特征参数。本发明可有效提高离心泵叶轮叶片的升力做功，进而提高离心泵水力效率。