一、莲湖泵站出水流道施工质量措施(论文文献综述)
杨旭[1](2021)在《基于镂空式整流底坎对侧向进水泵站进水流态改善的研究》文中认为水利工程中由于地形、场地等因素多采用侧向进水泵站形式,这易致使泵站进水流态较差,影响进水流道的入流。为了改善这类泵站的进水流态,本文以浙江某侧向进水泵站为原型,建立物理模型和数学模型,对不同整流措施进行比选,发现整流底坎整流效果较好,为此对整流底坎进行深入分析,提出镂空式整流底坎的整流措施,重点对整流底坎的开孔参数进行优化研究。利用物理模型选取了7个不同孔高比的镂空整流底坎进行研究,结果表明,在设置镂空整流底坎后,如孔高比过小,镂空部分也较小,其镂空孔形成的顺直水流无法对底坎上跌落的水流造成足够大的影响,整流效果相比于普通底坎提升较小;孔高比过大时,底部镂空孔对过孔水流顺直整流作用降低,导致镂空式整流底坎整流效果下降。所以,随着孔高比的增加,整流效果先加强后减弱,当孔高比为0.6时,前池漩涡和回流区基本消失,进入进水池水流无明显偏流,流速均匀度此时最高为95.5%,说明此时的整流效果最佳。为了进一步对镂空整流底坎参数进行分析,构建了数学模型,并运用物理模型试验的结果对数学模型进行可信度验证,后采用该数学模型分别对镂空整流底坎的孔高比和孔宽比两个设计参数进行进一步研究,试验结果表明:从孔高比来看,在对物模的方案进行拓展研究后,结果与物模基本一致,当孔高比为0.6时,前池流态较好,流速均匀度相比孔高比为0时提升了 13.24%;从孔宽比来看,同孔高比一样,镂空整流底坎的整流效果与孔宽比并不是单纯的正比或反比关系,数值模拟结果表明,随着孔宽比的增加,整流效果先改善,后又逐渐变差,在孔宽比为0.33时整流效果最好。综合数值模拟和物模试验的结果,在底坎上开孔的镂空整流底坎相较于普通底坎具有更好的整流效果,同时当孔高比为0.6,孔宽比为0.33时,镂空整流底坎的整流效果达到最佳,这对同类泵站整流底坎的设计具有一定的借鉴和指导意义。
沈家伟[2](2020)在《基于流固耦合的竖井贯流泵转子结构力学分析》文中认为我国南水北调工程极大缓解了南北方水资源空间时间分布不平衡的问题,东线一期工程在江苏境内的新建泵站中有12座选用了轴流泵机组,这其中有7座选用了贯流式机组结构。竖井贯流式泵装置更是因为其结构简单、开挖深度和平面尺寸都较小,便于管理维护、实现双向抽水等优点,在大中型特低扬程泵站中被广泛应用。但近年来,泵站运行中偶尔会发生叶片出现裂纹甚至断裂的事故,严重危害了泵站的安全运行。其主要原因是转子结构设计存在缺陷,转子在受到流场作用力后,由于刚强度不足或发生共振等原因,最终出现疲劳破坏。因此,采用流固耦合数值模拟的方法对泵转子结构进行力学分析,对于优化泵装置设计、确保泵站安全运行具有十分重要的意义。本文以两种叶轮叶片厚度的竖井贯流泵装置转子为研究对象,应用ANSYS对其进行基于流固耦合的静力和动力学分析,主要工作有:(1)基于表征叶轮第一层网格到壁面整体高度的面积平均的y+值,生成7种叶轮结构网格方案,分别匹配标准k-ε湍流模型和SST k-ω湍流模型,利用CFX对模型装置的内流场进行稳态模拟。通过对比分析数值模拟与模型试验结果之间的相对误差,探究叶轮近壁面网格与不同湍流模型对竖井贯流泵装置外特性数值计算结果的精度影响。(2)基于SST k-ω模型与全流场的结构化网格,利用CFX模拟不同叶片安放角、不同流量时泵装置的内流场,借助模型试验判断模拟可靠性。分析了稳态不同流量下叶片压力分布,稳态叶轮轴向力和流量、扬程、叶片安放角间的关系,瞬时周期性叶轮轴向力的频域特性,并以此结果作为转子结构力学分析的前提条件。(3)基于流场稳态模拟和单向流固耦合法,利用Workbench中CFX-Static Structural模块分析转子结构静力特性。分析了转子结构的变形分布、最大变形与流量间的关系及叶片安放角的影响,转子结构的等效应力分布、最大等效应力与流量间的关系及叶片安放角的影响,并对结构进行强度校核。(4)基于转子静力学分析和单向流固耦合法,利用Workbench中 Static Structural-Modal模块分析转子结构动力特性。分别模拟了转子结构在空气中的固有模态、预应力下的模态和水中的模态,分析了边界条件对各阶模态频率的影响、叶片安放角对模态频率的影响、泵机组特征频率与水力激振力的关系,并对结构进行共振分析。通过本研究,希望对其它研究流体机械结构以及涉及流固耦合问题的工程提供一定的借鉴。
董旭敏[3](2020)在《引黄低扬程泵站进水流道数值模拟研究》文中提出引黄灌溉是农业发展的重要方式之一。黄河下游地区横贯于华北平原之上,在历经多次的调水调沙后,黄河下游沿程冲刷,主槽河底高程降低,同流量下黄河水位下降,造成黄河下游部分自流引黄灌区的引水能力大大下降。某引黄灌区为了解决引水能力问题,建设了一座引黄提水泵站。本文对泵站进水流道水力设计参数进行数值模拟,提出优化水力参数方案。1、介绍了泵站封闭式进水流道的类型和特点,以及国内外对泵站进水流道水流流态和水力优化设计的研究概况;阐述了进水流道三维湍流模拟所涉及的控制方程、湍流模型、边界条件、网格剖分等方面的内容。2、分析了簸箕形进水流道水力设计参数对流道水流性能的不同影响,提出了引黄低扬程泵站簸箕形进水流道的水力参数设计方案,并运用进水流道优化水力设计目标函数和进水流道的水头损失值判别进水流道水流流场的优劣。3、数值模拟了不同设计方案下的簸箕形进水流道水力参数对进水流道水流特性的影响,就不同流道长度、流道进口高度、喉管高度、喇叭管直径及形线和底边线倾角对进水流道不同典型断面流速分布的影响进行了研究;对进水流道出口断面流速分布均匀度和水流入泵平均角度以及进水流道的水头损失进行了计算和对比,提出了簸箕形进水流道优化水力设计方案,并进行了相应的模型试验验证。
颜士开[4](2019)在《大型斜式泵装置出水流道偏流问题研究》文中研究说明大型低扬程泵站广泛应用于跨流域调水、水环境改善、农业灌溉和城市防洪排涝等重要领域。斜式泵装置是大型低扬程泵站的主要泵装置型式之一,已应用于盐官泵站、太浦河泵站和三堡泵站等多座大型低扬程泵站。在对斜式泵装置进行的研究中发现:斜式出水流道的两孔出流流量相差很大,存在着严重的偏流问题。为研究解决斜式泵装置出水流道的偏流问题,本文以某大型待建泵站斜式泵装置为研究对象,采用CFD分析和模型试验研究的方法,分析了偏流产生的原因,并提出了解决偏流问题的思路和措施,得到了以下研究成果:(1)对某泵站采用常规长度中隔墩的斜式出水流道进行了三维流场数值模拟,计算得到该出水流道的偏流系数为2.738,出水流道两孔水流出流流量明显不同,一孔大、一孔小,偏流问题严重;顺水流方向看,出水流道内的主流偏于左侧上部,流道右下侧存在大范围的旋涡区。(2)分别在流道进口水流有环量和无环量的条件下,研究了环量对弯曲流道和不弯曲流道内流场的影响,发现了斜式出水流道偏流问题的本质:具有环量的水流以螺旋状流入呈“S”形弯曲的斜式出水流道所产生的一种流动现象。(3)提出了在斜式出水流道弯曲段内设置导流板消减流道进口水流的环量解决其偏流问题的措施。采用数值模拟方法研究了导流板的不同要素对斜式出水流道偏流的影响,结果表明:导流板长度越长,出水流道偏流系数越小,流道损失越大;仅使用竖向导流板或横向导流板,导流板数量越多,偏流系数越小;竖向导流板的纠偏效果好于横向导流板。(4)中隔墩长度对斜式出水流道偏流的影响明显,常规中隔墩长度会使水流主流左偏,过长的中隔墩长度会使水流主流右偏,经过优化计算,该出水流道最优中墩长度确定为23.35m,出水流道左右两孔水流流量基本相等,偏流系数接近于1。(5)中隔墩长度优化方案被某大型斜式泵站采用,对该站斜式泵装置进行了模型试验,试验结果表明:该斜式泵装置的能量性能、空化性能和压力脉动等水力特性均符合设计要求,出水流道两孔水流流量基本相等,数值模拟结果与模型试验结果相符。本文对大型斜式泵装置出水流道偏流现象进行了深入研究,并提出了解决斜式泵装置出水流道偏流问题的有效办法,提高了出水流道的水力性能,为泵装置的安全稳定运行提供了重要保证。
洪飞[5](2018)在《大型低扬程泵站出水流道扩散角的分析与应用》文中研究说明出水流道的水力性能对大型低扬程泵站的影响举足轻重,其水力设计的质量好坏不仅影响泵装置效率,而且影响泵站的安全和稳定运行。扩散角对出水流态和流道水力性能的影响很大,是大型低扬程泵站出水流道三维形体水力设计的关键参数之一。现行《泵站设计规范》对出水流道扩散角的要求是采用基于过流面积折算的当量扩散角,以便于工程技术人员进行设计计算。这种方法实际上是将出水流道三维的设计问题简化为二维的计算,在很大程度上不能反映出水流道内的实际流动情况,更不能满足现代大型低扬程泵站建设的高标准、高要求。随着现代科技水平的不断发展,特别是CFD理论和技术水平的不断进步,对出水流道内三维流场的认识不断深化,先已经具备了从三维的角度对出水流道进行水力设计,从而避免采用当量扩散角存在的问题。本文分析了大型低扬程泵站出水流道的水力设计采用当量扩散角存在的问题,采用数值模拟的方法对大型低扬程泵站出水流道内的扩散流动进行了较为深入研究,提出了用平面扩散角和立面扩散角取代当量扩散角进行出水流道三维形体优化水力设计,并将研究成果应用于工程设计,取得了令人满意的效果。本文主要研究成果如下:(1)分析了《泵站设计规范》(GB50265-2010)中关于泵站出水流道当量扩散角宜取8~12°存在的问题,指出:扩散角是大型低扬程泵站出水流道三维形体水力设计的关键参数之一,对出水流态和流道水力性能的影响很大;当量扩散角是一种基于过流面积折算的方法,对于出口断面面积相同而断面形状分别为“扁宽型”矩形和“高窄型”矩形的两个出水流道,经折算可以得到相同的当量扩散角,存在着理论上的矛盾。(2)将出水流道内水流的三维扩散流动分解为平面方向的扩散流动和立面方向的流动;对于出口断面形状为“扁宽型”矩形的出水流道,出水流道内的水流以平面方向的扩散为主,而对于出口断面形状为“高窄型”矩形的出水流道,出水流道内的水流以立面方向的扩散为主,若采用当量扩散角进行出水流道的水力设计,可能导致同一个当量扩散角对应于两种差别很大的出水流道内的扩散流动。(3)根据统计结果,已建大型低扬程泵站出水流道立面扩散角的取值范围为5°~10°、平面扩散角的取值范围为15°~23°,说明出水流道内水流在立面方向的扩散较小、平面方向的扩散较大,其原因在于:立面方向的扩散受到泵房水工布置、出水池水位变幅、闸门尺寸、土建工程量等因素的限制,平面方向的扩散所受的限制因素很少。(4)采用数值模拟的方法分别对具有多个不同平面扩散角和立面扩散角的出水流道方案进行了三维流场计算,结果表明:大型低扬程泵装置出水流道平面扩散角的取值宜为18°左右,立面扩散角的取值一般为8°左右;平面扩散角过大会导致流道内水流脱流而产生旋涡,平面扩散角过小则会导致流道长度过大而增加土建工程量;(5)应用本文研究成果对大型前置竖井式贯流泵装置出水流道和斜25°轴流式泵装置出水流道进行了优化水力设计,泵装置模型试验结果表明这两个泵装置均获得了十分优异的水力性能:前置竖井贯流泵装置最优工况点效率达到83.7%,斜式轴流泵装置最优工况点效率达到81.0%。
刘川顺,乔达,袁文阳[6](2015)在《花马湖泵站出水流道开裂原因和修补方案》文中提出分析了花马湖泵站出水流道开裂的原因,总结了以往历次修补失败的教训,采取重建伸缩缝止水、断裂缝内部灌浆和表面粘贴玄武岩纤维布、流道管床灌浆等标本兼治的措施,成功治理了花马湖泵站出水流道开裂渗漏的顽症并且经受了4a排涝运用的考验。
徐磊[7](2012)在《大型特低扬程泵装置水力性能优化与综合比较研究》文中研究表明大型特低扬程泵站在水资源调配、水环境改善、城市防洪和农业灌排等工程中应用广泛。特低扬程泵站具有扬程低、流量大的特点,用于调水和水环境改善的泵站还具有年运行时间长的特点。这些泵站对泵装置效率要求很高,并要求泵装置具有结构简单、电机通风散热条件好、安装检修方便、运行维护方便和投资少等优点。适用于特低扬程泵站的特低扬程泵装置具有流道水力损失小、泵装置效率高的优点,其包括水平轴伸泵装置、灯泡贯流泵装置、竖井贯流泵装置和潜水贯流泵装置等4种类型。每种类型的泵装置具有各自的特点,不同型式泵装置的水力性能有何差距、选择何种型式的泵装置应用于特低扬程泵站是需要研究的问题。本文以我国大型特低扬程泵站的建设为背景,对不同型式的特低扬程泵装置分别进行较为深入细致的优化水力设计研究,最大限度地提高其水力性能;在优化水力设计研究的基础上对其水力性能进行比较,并对不同型式特低扬程泵装置的机组结构、安装检修、运行管理及投资等综合指标进行比较研究;力争找出水力性能优异且具有结构简单、安装检修方便、运行管理方便和投资少等优点的特低扬程泵装置。主要研究内容和成果如下:(1)根据特低扬程泵装置进、出水流道的作用和水力设计的要求,提出了泵装置及进、出水流道优化水力设计的目标,并建立了进、出水流道优化水力设计的目标函数。基于泵装置效率与水泵效率及流道效率的关系,指出流道效率与水泵效率同等重要,分析了水泵效率的水平和发展趋势,研究了水泵水力模型测试段与低扬程泵装置中泵段的差别,修正了水泵水力模型测试段效率:研究了流道效率与泵装置扬程和流道水力损失之间的关系,提出了减少流道水力损失是特低扬程泵装置优化水力设计的关键问题,并从降低流速和改善流态的角度提出了减少流道水力损失的具体途径。对特低扬程泵装置优化水力设计的方法进行了研究,分析了泵装置模型试验和泵装置数值模拟研究方法的优缺点,提出了流道模型试验和流道数值模拟的研究方法,研究了几种研究方法相互之间的关系,提出了低扬程泵装置优化水力设计采用“以流道分析研究方法为主、以泵装置整体研究方法为辅,以数值模拟研究方法为主、以模型试验研究方法为辅”的研究方法思路。(2)采用流道数值模拟方法对水平前轴伸泵装置进、出水流道分别进行了三维流动数值模拟和优化水力设计研究,提高了流道的水力性能,并揭示了流道内的水流运动和湍动能分布规律;采用泵装置数值模拟方法对水平前轴仲泵装置优化方案进行三维流动数值模拟,分析了其内部水流运动状态,并验证了流道数值模拟的结果;采用流道模型试验方法对水平前轴伸泵装置进、出水流道优化方案分别进行模型试验,观察了流道内的流态、测试了流道的水力损失,并检验和确认了流道数值模拟的结果。采用流道数值模拟方法对水平后轴伸泵装置进、出水流道分别进行三维流动数值模拟和优化水力设计研究,提高了流道的水力性能,并揭示了流道内的水流运动和湍动能分布规律;采用泵装置数值模拟方法对水平后轴伸泵装置优化方案进行三维流动数值模拟,分析了其内部水流运动状态,并验证了流道数值模拟的结果。在对水平前轴伸和水平后轴伸泵装置分别进行优化水力设计的基础上比较了其水力性能,水平前轴伸泵装置的水力损失小于水平后轴伸泵装置。(3)采用流道数值模拟方法对前置灯泡贯流泵装置进、出水流道分别进行了三维流动数值模拟和优化水力设计研究,提高了流道的水力性能,并揭示了流道内的水流运动和湍动能分布规律;采用泵装置数值模拟方法对前置灯泡贯流泵装置优化方案进行三维流动数值模拟,分析了其内部水流运动状态,并验证了流道数值模拟的结果;采用流道模型试验方法对前置灯泡贯流泵装置进、出水流道优化方案分别进行模型试验,观察了流道内的流态、测试了流道的水力损失,并检验和确认了流道数值模拟的结果。采用流道数值模拟方法对后置灯泡贯流泵装置进、出水流道分别进行三维流动数值模拟和优化水力设计研究,提高了流道的水力性能,并揭示了流道内的水流运动和湍动能分布规律:采用泵装置数值模拟方法对后置灯泡贯流泵装置优化方案进行三维流动数值模拟,分析了其内部水流运动状态,并验证了流道数值模拟的结果;采用流道模型试验方法对后置灯泡贯流泵装置进、出水流道优化方案分别进行模型试验,观察了流道内的流态、测试了流道的水力损失,并检验和确认了流道数值模拟的结果。在对前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置分别进行优化水力设计的基础上比较了其水力性能,前置灯泡贯流泵装置的水力损失小于后置灯泡贯流泵装置。(4)分析了前置竖井贯流泵装置进、出水流道的特征,分别建立了进、出水流道的几何数学模型,以实现流道的参数化设计;采用流道数值模拟方法对前置竖井贯流泵装置进、出水流道分别进行了三维流动数值模拟和优化水力设计研究,提高了流道的水力性能,并揭示了流道内的水流运动和湍动能分布规律:研究了流道长度、宽度和高度等3个控制尺寸对前置竖井贯流泵装置进、出水流道水力性能的影响,得到流道水力性能与各控制尺寸变化的关系曲线;采用泵装置数值模拟方法对前置竖井贯流泵装置优化方案进行三维流动数值模拟,分析了其内部水流运动状态,并验证了流道数值模拟的结果;采用流道模型试验方法对前置竖井贯流泵装置进、出水流道优化方案分别进行模型试验,观察了流道内的流态、测试了流道的水力损失,并检验和确认了流道数值模拟的结果。采用流道数值模拟方法对后置竖井贯流泵装置进、出水流道分别进行三维流动数值模拟和优化水力设计研究,提高了流道的水力性能,并揭示了流道内的水流运动和湍动能分布规律;采用泵装置数值模拟方法对后置竖井贯流泵装置优化方案进行三维流动数值模拟,分析了其内部水流运动状态,并验证了流道数值模拟的结果;采用流道模型试验方法对后置竖井贯流泵装置进、出水流道优化方案分别进行模型试验,观察了流道内的流态、测试了流道的水力损失,并检验和确认了流道数值模拟的结果。在对前置竖井和后置竖井贯流泵装置分别进行优化水力设计的基础上比较了其水力性能,前置竖井贯流泵装置的水力损失小于后置竖井贯流泵装置。对前置竖井贯流泵装置进、出水流道的流场进行了多角度的详细剖析,研究表明其具有优异水力性能的原因是因其具有优异的内特性。采用泵装置模型试验方法对前置竖井贯流泵装置的水力性能进行了测试,前置竖井贯流泵装置在设计扬程工况(设计扬程3.1m、设计流量33.4m3/s)和平均扬程工况(平均扬程2.7m、设计流量33.4m3/s)时的泵装置效率分别达83.11%和83.02%,临界空化余量分别为4.63m和4.28m,泵装置水力性能十分优异。(5)在对不同型式特低扬程泵装置分别进行优化水力设计研究的基础上,对其水力性能进行了定量比较,按流道水力损失从小到大排依次为前置灯泡贯流泵装置、前置竖井贯流泵装置、后置灯泡贯流泵装置、水平前轴伸泵装置、水平后轴伸泵装置和后置竖井贯流泵装置。对水平前轴伸泵装置、后置灯泡贯流泵装置和前置竖井贯流泵装置等3种型式泵装置的泵装置效率和土建尺寸、泵组结构、轴承受力条件、电机散热冷却、设备投资、安装检修及运行维护等综合指标进行了比较研究,比较结果表明:前置竖井贯流泵装置在特低扬程条件下获得了十分优异的水力性能,并具有结构较简单、电机通风散热条件较好、安装检修较方便、投资较低和运行维护较方便等优点。前置竖井贯流泵装置在特低扬程泵站中具有十分广阔的应用前景。
梁金栋[8](2012)在《低扬程立式泵装置优化水力设计研究》文中提出我国水资源的时、空分布很不均衡。南水北调东线工程是解决北方地区水资源严重短缺的一项跨流域、跨省市的大型调水工程,其主体工程是泵站,泵装置是泵站的核心。随着我国城市化进程的加速,区域性经济的发展,围绕着城市水环境改善已建设或规划即将建设一批大型泵站。这些泵站的共同特点是扬程较低。立式轴流泵装置作为一种成熟的泵型已在数百座大型泵站中得到了广泛应用。与其它泵装置型式相比,立式轴流泵装置具有运行稳定、可靠性高、安装检修方便和投资省、维护费用少等优点,并且在设计、制造及运行、管理等方面已积累了丰富的经验。低扬程泵装置中的进、出水流道水力损失在其扬程中占有较大比重,扬程愈低,这种比重愈大;同时,由于立式泵装置中的水流方向要经过两次90°转向过程,低扬程泵站上、下游的水位差较小,使得进出水流道在立面方向的尺寸布置显得比较局促,导致流道水力损失比较大。这两个因素共同起作用,导致提高低扬程立式泵装置效率的困难较大。泵装置效率决定于水泵效率与流道效率,为提高低扬程立式泵装置的水力性能,本文围绕进、出水流道的优化水力设计及水泵选型所做的工作及主要结论包括:(1)为了定量研究大型泵装置导叶出口水流速度环量对出水流道水力性能的影响,提出了泵装置导叶出口断面水流的速度环量定量表示方法和平均角速度的实验测量方法,分别运用数值计算和模型试验的方法研究了导叶出口水流的剩余环量对虹吸式出水流道和直管式出水流道水力损失的影响。结果表明:导叶出口水流的环量对出水流道水力损失的影响较为明显,虹吸式出水流道和直管式出水流道最优环量时的水力损失计算值较零环量时的水力损失计算值分别小0.126m和0.180m;存在使得出水流道水力损失最小的最优环量,虹吸式和直管式出水流道的最优环量分别为0.97m2/s和1.31m2/s。(2)设计制作了不同片数的环量匀化器以改变导叶出口环量的匀化程度,运用模型试验的方法定量研究了不同轴流泵导叶出口环量匀化程度时的出水流道水力损失。结果表明:随着匀化器叶片片数的增加,流道水力损失的变动范围愈来愈小,说明匀化器的片数对导叶出口水流环量的分布有影响,同时也说明环量的分布对出水流道水力损失也有影响,但影响都较小;虹吸式出水流道、低驼峰式出水流道在匀化器叶片数12片时的水力损失与自然状态(叶片数为0片)时相差较小,分别为3.85%、3.73%,说明正常状态下的导叶出口水流的环量己接近于均匀分布。根据这一研究结果,在对出水流道正问题进行分析研究时,其进口的边界条件可预置一定用平均角速度表示的平均环量,平均角速度的大小可通过相关的模型试验测出。(3)讨论了降低nD值的低扬程泵装置水泵选型设计思路;从理论上推导了降低nD值与增径降速的一致关系;从低扬程泵装置的水泵选型、能量性能及汽蚀性能等3个方面讨论了降低nD值对大型低扬程泵装置水力性能的影响;同时还讨论了泵装置汽蚀性能的考核指标和增径降速对流道控制尺寸及设备投资的影响等问题。结果表明:在设计流量一定的条件下,适当降低nD值可在较低扬程下选用到更为优秀的轴流泵水力模型、同时可提高低扬程泵装置的能量性能、改善泵装置的汽蚀性能;增径降速对流道控制尺寸及机组中心距影响不大,对设备投资的影响需进一步综合比较分析。(4)采用三维湍流数值计算方法分别研究了中隔墩对肘形进水流道、虹吸式出水流道和直管式出水流道水力性能的影响,并采用流道模型试验的方法对数值计算结果进行了验证。结果表明:模型试验中所观察到的进、出水流道内的流态与数值计算的结果基本相同;中隔墩对肘形进水流道内的水流流态基本无影响,设置中隔墩会使设计流量时的肘形进水流道水力损失数值计算结果增加0.005m;当进水流道进口水流偏斜时,中隔墩对改善水泵入流条件是有利的;由于水泵导叶出口水流具有环量,出水流道内的流态存在偏流现象,出水流道的水力性能受中隔墩的影响较为明显;设置中隔墩会使设计流量时的虹吸式和直管式两种出水流道水力损失数值计算结果分别增加0.024m和0.033m;设计流量时,肘形进水流道、虹吸出水流道和直管出水流道水力损失的模型试验结果分别增加了0.006m、0.023m和0.023m。因此,中隔墩无益于进出水流道的水力性能,在结构允许的条件下大型泵站的进出水流道可取消中隔墩。(5)长沟站和邓楼站的平均扬程和设计扬程都低于4m,这两座泵站均采用了立式轴流泵装置。为了在低扬程条件下实现较好的水力性能,采用三维湍流数值计算方法分别对长沟站和邓楼站的进、出水流道进行了优化水力设计,用模型试验的方法对优化结果进行了验证:在水泵模型同台测试试验数据和流道优化水力设计基础上对泵装置效率进行了预测,即:泵装置效率由泵段效率和流道效率的乘积得到,其中,泵装置中的泵段效率由同台测试结果修正后得到,流道效率由流道水力损失及泵装置扬程计算得到。进行了泵装置模型试验。研究结果表明:经过优化水力设计的长沟站和邓楼站立式泵装置在4m以下的低扬程条件下得到了优异的水力性能,设计扬程和平均扬程工况点的泵装置效率均达到78%、临界空化余量均小于6m;立式轴流泵装置在低扬程泵站同样具有广阔的应用前景。
刘荣华[9](2010)在《潜水泵装置水力特性及优化设计研究》文中指出潜水泵装置是一种新型的泵装置型式,与其它泵装置型式相比,具有结构简单,运行维护方便、土建投资省等优点,已广泛应用于水资源调配、城镇防洪、水环境改善及农业排灌等等方面,具有广阔的应用前景。随着大型潜水泵装置的逐步推广应用,对其水力性能的要求不断提高。目前国内外对潜水泵装置的水力性能还缺乏深入了解,潜水泵装置优化水力设计的研究仍处于起步阶段。为了完善潜水泵装置优化水力设计理论,进一步提高卧式和立式潜水泵装置的水力性能,使这种具有很多优点的泵装置型式得到更好、更多的应用,本文采用以流道单独研究为主、泵装置整体研究为辅和以数值计算为主、模型试验为辅的方法,对卧式和立式潜水泵装置进行了较为深入的优化水力设计研究工作。具体包括以下几个方面:(1)根据泵站进、出水流道优化水力设计的目标,采用流道单独研究的方法,对卧式潜水泵装置的进、出水流道分别进行了三维湍流流动数值模拟和优化水力设计研究,在此基础上还进行了卧式潜水泵装置内部流动三维湍流流动数值模拟;(2)在卧式潜水泵装置进、出水流道优化水力设计研究的基础上,对进、出水流道优化方案分别进行了流道模型试验研究,并将试验结果与数值模拟结果进行分析比较;(3)结合工程实际需要,完成了江苏省灌北泵站卧式潜水泵装置模型试验,测试了泵装置整体的水力性能,并与该站进、出水流道单独研究的结果进行了比较;(4)对广东省广和泵站立式井筒式潜水泵装置进、出水流道进行了优化水力设计研究,针对井筒式出水流道效率不高的原因,首次提出了一种立式虹吸式潜水泵装置新型式,并进行了三维湍流流动数值模拟和优化水力设计研究;(5)对广东省广和泵站立式虹吸式潜水泵装置的出水流道进行了流道模型试验,观察了流道内的流态、测试了流道水力损失,并与数值模拟结果进行了对比。本文通过对卧式和立式潜水泵装置水力特性的研究,得到了以下主要结论:(1)经过流道优化水力设计得到的卧式潜水泵装置流道顺直、水力性能优异,该研究成果可成功应用于工程实际;(2)文中首次提出的新型立式虹吸式潜水泵装置水力性能明显优于传统的立式井筒式潜水泵装置,可供实际工程采用;(3)本文卧式潜水泵装置进、出水流道优化水力设计的结果与泵装置能量性能模型试验的结果一致,这说明本文对潜水泵装置进、出水流道的优化水力设计是正确的。
徐磊[10](2009)在《斜式轴伸泵装置水力特性及优化设计研究》文中提出根据泵轴轴线与水平线的夹角分,泵装置的类型有立式、斜式和卧式等三种基本装置型式。斜式轴伸泵装置是低扬程泵装置型式的一种,具有很多优点:泵房结构简单,厂房高度小;流道水力损失小,泵装置效率高;安装管理方便;散热条件好等,具有很高的应用价值和潜力。我国大型泵站工程建设的需要推动了立式泵装置和卧式泵装置中的灯泡式贯流泵装置研究。由于斜式轴伸泵装置轴承的可靠性曾一度受到较多的质疑,所以应用较少,对其水力性能的研究也不够深入。随着我国整体工业水平的快速抬高,斜轴泵轴承的问题已经基本得到解决,斜式轴伸泵装置的应用前景已经展现。因此,本文对斜式轴伸泵装置进、出水流道的水力性能进行了较为深入的优化水力计算,初次对不同泵轴线角度斜式泵装置的水力性能进行了比较和分析,以进一步丰富低扬程泵装置的应用型式。本文运用FLUENT软件对ZBM791水力模型的原型泵段进行三维湍流流动数值计算,分析了泵段内部流态,并将能量性能计算结果与模型试验结果进行了比较。对比结果表明本文采用的数值计算方法是可行的和基本准确的,为进行斜式轴伸泵装置三维湍流流动数值计算做了必要的技术准备。本文借用某低扬程泵站的基本资料,运用FLUENT软件对泵轴线角度为15°、30°和45°的3种斜式泵装置的进水流道分别进行了三维湍流流动数值计算和优化水力设计,得到3个泵轴线角度斜式进水流道的内部流态和水力损失,并分析了随着泵轴线角度的增大进水流道水力性能的变化趋势。借用同一泵站的基本资料和运用FLUENT软件,本文还对泵轴线角度为15°、30°和45°的3种斜式出水流道分别进行了三维湍流流动数值计算和优化水力设计,分析各出水流道的内部流态和水力损失,并对3个泵轴线角度斜式出水流道的内部流动情况和水力损失进行了比较。运用CFD理论和技术,本文还对泵轴线角度为15°、30°和45°的3种斜式轴伸泵装置分别进行了三维湍流流动数值计算,并将3个泵轴线角度泵装置计算的流场及水力损失与相同泵轴线角度的进、出水流道单独计算的流场及水力损失进行了比较。为了验证斜式进水流道数值计算的结果,本文对3个泵轴线角度的斜式进水流道分别进行了流道模型试验研究,观察各流道内流态和测试各流道水力损失,并与数值计算结果进行比较,比较结果表明:数值计算结果与模型试验结果基本一致,数值计算水力损失值偏小。斜式轴伸泵装置具有优秀的水力性能,可供低扬程泵站选择使用。今后还需对这种泵装置的水力性能进行更为深入地研究,以便更好地应用于工程实际。
二、莲湖泵站出水流道施工质量措施(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、莲湖泵站出水流道施工质量措施(论文提纲范文)
(1)基于镂空式整流底坎对侧向进水泵站进水流态改善的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 泵站流场数值模拟研究 |
1.2.2 泵站水工模型试验研究概况 |
1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 模型的理论、方法及建构 |
2.1 物模试验理论及方法 |
2.1.1 相似准则 |
2.1.2 模型比尺选取 |
2.1.3 数据采集方法 |
2.2 数值模拟理论及模型建构 |
2.2.1 数值计算方法分类 |
2.2.2 基本方程 |
2.2.3 湍流模型 |
2.2.4 三维建模 |
2.2.5 网格划分 |
2.2.6 求解步骤 |
2.2.7 网格无关性分析 |
第三章 侧向进水泵站进水流态改善的物模试验研究 |
3.1 物模制作 |
3.2 原方案分析 |
3.3 整流方案比选 |
3.4 镂空整流底坎进水流态分析 |
3.4.1 流场分析 |
3.4.2 流速均匀度分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 镂空整流底坎改善进水流态的数值模拟研究 |
4.1 数模与物模对比验证 |
4.1.1 孔高比为0的流场验证 |
4.1.2 孔高比0.6的流场验证 |
4.1.3 孔高比1的流场验证 |
4.1.4 断面平均流速验证 |
4.1.5 流速均匀度验证 |
4.2 不同孔高(宽)比镂空式整流底坎进水流态优化分析 |
4.2.1 孔高比优化分析 |
4.2.2 孔宽比优化分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(2)基于流固耦合的竖井贯流泵转子结构力学分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目标及意义 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 竖井贯流泵装置研究现状 |
1.3.2 流固耦合研究现状 |
1.4 本文研究方法 |
第二章 流体机械流固耦合基础理论 |
2.1 离散化方法 |
2.1.1 网格类型 |
2.1.2 离散化方法 |
2.2 计算流体力学 |
2.2.1 流动控制方程 |
2.2.2 湍流数值模拟 |
2.2.3 计算模型 |
2.3 静力学分析 |
2.4 模态分析 |
2.4.1 模态分析原理 |
2.4.2 ANSYS对模态分析的求解方法 |
2.5 流固耦合分析 |
2.5.1 耦合面控制方程 |
2.5.2 ANSYS对流固耦合的求解方法 |
2.6 本章小结 |
第三章 网格优化与湍流模型选择 |
3.1 泵装置内流场模型 |
3.1.1 研究对象 |
3.1.2 流体域三维造型 |
3.1.3 网格划分 |
3.2 基于CFX的内流场稳态模拟 |
3.2.1 边界条件 |
3.2.2 交界面 |
3.2.3 计算参数 |
3.3 叶轮近壁区网格 |
3.3.1 近壁区网格参数y~+ |
3.3.2 叶轮网格方案 |
3.3.3 数值模拟的结果 |
3.4 模型水泵装置性能试验 |
3.4.1 试验装置及方法 |
3.4.2 试验结果 |
3.5 计算结果分析 |
3.5.1 叶轮网格对数值模拟的影响 |
3.5.2 湍流模型对数值模拟的影响 |
3.5.3 数值模拟可靠性验证 |
3.6 本章小结 |
第四章 竖井贯流泵装置内流场数值模拟 |
4.1 泵装置内流场稳态模拟 |
4.1.1 工程概况 |
4.1.2 泵装置内流场模型 |
4.1.3 数值模拟参数 |
4.3 模型试验结果换算 |
4.3.1 原模型换算原理 |
4.3.2 换算结果 |
4.4 计算结果分析 |
4.4.1 数值模拟可靠性验证 |
4.4.2 速度流线分析 |
4.4.3 叶轮叶片压力分析 |
4.4.4 叶轮轴向力分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 竖井贯流泵装置转子结构静力学分析 |
5.1 泵装置转子模型 |
5.1.1 固体域三维造型 |
5.1.2 固体域网格划分 |
5.2 基于Workbench的结构静力学分析 |
5.2.1 载荷施加 |
5.2.2 约束施加 |
5.3 计算结果分析 |
5.3.1 转子变形分布 |
5.3.2 转子等效应力分布 |
5.3.3 强度校核 |
5.4 本章小结 |
第六章 竖井贯流泵装置转子结构动力学分析 |
6.1 基于Workbench的结构模态分析 |
6.1.1 空气中固有模态分析 |
6.1.2 预应力模态分析 |
6.1.3 水中湿模态分析 |
6.2 计算结果及分析 |
6.2.1 转子系统模态振型 |
6.2.2 转子系统模态频率 |
6.2.3 边界条件的影响 |
6.2.4 叶片安放角的影响 |
6.3 共振分析 |
6.3.1 泵装置特征频率 |
6.3.2 水力激振力 |
6.3.3 共振校核 |
6.4 本章小结 |
第七章 薄叶片转子结构的力学特性分析 |
7.1 泵装置内流场稳态模拟 |
7.1.1 泵装置内流场模型 |
7.1.2 数值模拟参数 |
7.2 薄叶片转子结构的力学分析 |
7.2.1 薄叶片转子的静力学分析 |
7.2.2 薄叶片转子结构的模态分析 |
7.3 计算结果分析 |
7.3.1 叶片厚度对变形、应力的影响 |
7.3.2 预应力对频率的影响 |
7.4 本章小结 |
第八章 总结与展望 |
8.1 总结 |
8.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(3)引黄低扬程泵站进水流道数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 黄河下游引黄灌区现状 |
1.1.2 某引黄泵站情况简介 |
1.2 泵站进水流道研究概况 |
1.2.1 进水流道的分类 |
1.2.2 封闭式进水流道 |
1.3 数值模拟 |
1.4 模型试验 |
1.5 本文主要研究的内容 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 本文创新点 |
2 进水流道三维湍流数学模型 |
2.1 控制方程 |
2.2 控制方程的离散化 |
2.3 三维湍流模型 |
2.3.1 标准k-ε模型 |
2.3.2 重正化群湍流模型 |
2.3.3 壁面函数法 |
2.4 边界条件 |
2.5 网格剖分 |
2.6 小结 |
3 进水流道水力设计参数 |
3.1 工程概况 |
3.2 计算物理模型水力参数设计方案 |
3.3 小结 |
4 进水流道水力参数数值模拟 |
4.1 进水流道优化水力设计目标函数 |
4.2 计算区域网格剖分 |
4.3 进水流道的基本流态 |
4.4 进水流道典型截面流速分布和流线分析 |
4.5 流道进口高度 |
4.5.1 典型截面流速云图分析 |
4.5.2 进水流道出口流速分布均匀度和加权平均角 |
4.5.3 水力损失 |
4.6 流道长度 |
4.6.1 典型截面流速云图分析 |
4.6.2 进水流道出口流速分布均匀度和加权平均角 |
4.6.3 水力损失 |
4.7 流道高度 |
4.7.1 典型截面流速云图分析 |
4.7.2 进水流道出口流速分布均匀度和加权平均角 |
4.7.3 水力损失 |
4.8 喇叭管进口直径和形线 |
4.8.1 典型截面流速云图分析 |
4.8.2 进水流道出口流速分布均匀度和加权平均角 |
4.8.3 水力损失 |
4.9 流道底边线倾角 |
4.9.1 典型截面流速云图分析 |
4.9.2 进水流道出口流速分布均匀度和加权平均角 |
4.9.3 水力损失 |
4.10 小结 |
5 进水流道模型试验验证 |
5.1 模型试验验证方法 |
5.1.1 模型试验相似准则 |
5.1.2 模型比尺选择 |
5.2 模型实验系统 |
5.2.1 动力系统 |
5.2.2 管路系统 |
5.2.3 测量及拍摄系统 |
5.3 模型的模拟流量、水深 |
5.3.1 模型的模拟流量 |
5.3.2 模型的模拟水深 |
5.4 模型试验分析 |
5.4.1 流量918m~3/h |
5.4.2 流量734m~3/h |
5.5 小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
致谢 |
参考文献 |
(4)大型斜式泵装置出水流道偏流问题研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 斜式泵装置的应用及研究现状 |
1.1.1 斜式泵装置应用现状 |
1.1.2 斜式泵装置研究现状 |
1.1.3 斜式泵装置存在的主要问题 |
1.2 斜式泵装置出水流道偏流问题的研究意义 |
1.3 本文研究思路、内容及研究方法 |
1.3.1 研究思路及研究内容 |
1.3.2 研究方法 |
2 斜式泵装置出水流道三维湍流数值模拟理论及方法 |
2.1 计算流体动力学方法简介 |
2.1.1 CFD方法与传统研究方法 |
2.1.2 CFD方法的工程应用 |
2.2 三维湍流流动数值模拟数学模型 |
2.2.1 控制方程 |
2.2.2 湍流模型 |
2.2.3 边界条件 |
2.3 斜式出水流道三维湍流流动数值模拟方法 |
2.3.1 边界条件及计算区域 |
2.3.2 网格剖分 |
2.3.3 计算设置 |
2.3.4 后处理 |
2.4 本章小结 |
3 斜式出水流道的偏流现象及产生的原因 |
3.1 斜式出水流道基本参数 |
3.2 斜式出水流道的偏流现象 |
3.2.1 出水流道偏流系数 |
3.2.2 出水流道三维流场 |
3.3 偏流成因分析 |
3.3.1 研究方案及计算结果 |
3.3.2 水流环量与流道弯曲对偏流问题的影响 |
3.4 解决斜式出水流道偏流问题的思路 |
3.5 本章小结 |
4 斜式出水流道偏流问题解决措施研究之一——导流板 |
4.1 导流板长度对斜式出水流道偏流的影响 |
4.1.1 研究方案 |
4.1.2 不同长度导流板方案计算结果及分析 |
4.2 导流板方案下立面扩散角对斜式出水流道偏流的影响 |
4.2.1 研究方案 |
4.2.2 不同立面扩散角方案计算结果及分析 |
4.3 导流板数量对斜式出水流道偏流的影响 |
4.3.1 竖向导流板数量对斜式出水流道偏流的影响 |
4.3.2 横向导流板数量对斜式出水流道偏流的影响 |
4.3.3 竖向与横向导流板数量对斜式出水流道偏流的影响 |
4.4 加筋肋导流板对斜式出水流道偏流问题的影响 |
4.5 本章小结 |
5 斜式出水流道偏流问题解决措施研究之二——长中墩 |
5.1 研究方案 |
5.2 不同中隔墩长度斜式出水流道水力性能计算结果 |
5.3 中隔墩长度对斜式出水流道偏流影响分析 |
5.3.1 偏流系数 |
5.3.2 三维流场 |
5.3.3 水头损失 |
5.4 两种解决斜式出水流道偏流问题措施的比较 |
5.5 本章小结 |
6 长中墩出水流道斜式泵装置模型试验研究 |
6.1 斜式泵装置模型试验方案 |
6.2 试验方案泵装置三维湍流数值模拟计算 |
6.2.1 出水流道水头损失组成及影响因素 |
6.2.2 斜式泵装置出水流道断面划分 |
6.2.3 斜式泵装置数值模拟计算 |
6.2.4 斜式泵装置数值模拟计算结果及分析 |
6.3 试验方案泵装置模型试验 |
6.3.1 试验台及试验准则 |
6.3.2 试验结果及分析 |
6.4 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(5)大型低扬程泵站出水流道扩散角的分析与应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 大型低扬程泵站的发展现状 |
1.2 大型低扬程泵站泵装置的组成及型式 |
1.2.1 泵装置的组成及型式 |
1.2.2 进水流道作用及型式 |
1.2.3 出水流道作用及型式 |
1.3 出水流道水力设计研究现状及问题 |
1.3.1 流道水力设计方法发展过程 |
1.3.2 出水流道水力设计研究现状 |
1.3.3 泵站规范关于出水流道扩散角的规定 |
1.3.4 出水流道设计应用当量扩散角的背景 |
1.3.5 存在的问题 |
1.4 扩散角对出水流道水力设计的影响 |
1.5 研究思路和研究内容 |
1.5.1 研究思路 |
1.5.2 研究内容 |
第2章 出水流道流场数值模拟方法 |
2.1 湍流模型理论的发展历程及主要数值模拟方法 |
2.1.1 湍流模型理论的发展历程 |
2.1.2 湍流模型理论的主要数值模拟方法 |
2.2 出水流道三维湍流流动数值模拟方法 |
2.2.1 控制方程 |
2.2.2 计算区域及网格剖分 |
2.2.3 边界条件 |
2.2.4 计算过程及结果的精度要求 |
2.2.5 计算结果后处理 |
2.3 本章小结 |
第3章 大型低扬程泵站出水流道当量扩散角问题分析 |
3.1 理论分析 |
3.2 CFD分析 |
3.2.1 计算方案 |
3.2.2 计算结果分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 大型低扬程泵站出水流道平面扩散角和立面扩散角的统计及分析 |
4.1 出水流道的平面扩散角和立面扩散角 |
4.2 出水流道平面扩散角和立面扩散角的统计 |
4.2.1 前置竖井式出水流道 |
4.2.2 斜式出水流道 |
4.2.3 统计结果分析 |
4.3 平面扩散角和立面扩散角对泵站布置的影响 |
4.3.1 平面扩散角对泵站布置的影响 |
4.3.2 立面扩散角对泵站布置的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 平面扩散角和立面扩散角对出水流道水力性能的影响 |
5.1 出水流道水力设计方法及目标 |
5.1.1 出水流道水力设计方法 |
5.1.2 出水流道水力优化设计目标 |
5.2 对前置竖井出水流道水力性能的影响 |
5.3 对斜式出水流道水力性能的影响 |
5.4 出水流道平、立面扩散角取值范围 |
5.5 本章小结 |
第6章 本文成果的工程应用 |
6.1 大型前置竖井式贯流泵站工程应用 |
6.1.1 泵站基本参数 |
6.1.2 进、出水流道优化水力设计结果 |
6.1.3 泵装置模型试验结果 |
6.2 大型斜式轴流泵站工程应用 |
6.2.1 泵站基本参数 |
6.2.2 进、出水流道优化水力设计结果 |
6.2.3 泵装置模型试验结果 |
6.3 泵装置数值计算结果与模型试验结果对比 |
6.3.1 泵装置数值计算效率预测 |
6.3.2 计算结果与试验结果的比较 |
6.4 本章小结 |
第7章 全文总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(6)花马湖泵站出水流道开裂原因和修补方案(论文提纲范文)
1 花马湖泵站流道病险状况及成因分析 |
1.1 流道病害现状 |
1.2 流道病害成因分析 |
1.3 流道历次修补失败的原因分析 |
2 花马湖泵站流道开裂渗漏的标本兼治方案 |
2.1 伸缩缝止水重建 |
2.2 流道裂缝修补 |
2.3 粘贴玄武岩纤维布 |
2.4 管床灌浆和充填灌浆 |
3 结 语 |
(7)大型特低扬程泵装置水力性能优化与综合比较研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 特低扬程泵装置的型式及特点 |
1.1.1 特低扬程泵装置的型式 |
1.1.2 特低扬程泵装置的特点 |
1.2 特低扬程泵装置的应用及研究现状 |
1.2.1 特低扬程泵装置的应用现状 |
1.2.2 特低扬程泵装置的研究现状 |
1.2.3 特低扬程泵装置研究的存在问题 |
1.3 对特低扬程泵装置的要求及研究意义 |
1.3.1 对特低扬程泵装置的要求 |
1.3.2 研究意义 |
1.4 研究思路和主要研究内容 |
1.4.1 研究思路 |
1.4.2 主要研究内容 |
2 三维湍流流动数值计算的有关理论与应用 |
2.1 基本方程 |
2.2 数值计算方法 |
2.2.1 直接数值模拟方法 |
2.2.2 大涡模拟法 |
2.2.3 雷诺平均法 |
2.3 控制方程组的数值求解 |
2.3.1 离散化方法 |
2.3.2 离散格式 |
2.3.3 压力修正法 |
2.4 网格生成 |
2.4.1 网格类型 |
2.4.2 网格生成方法 |
2.4.3 网格质量 |
2.5 边界条件 |
2.6 数值计算的误差 |
2.6.1 数值计算误差的类型 |
2.6.2 数值计算误差的考核 |
2.7 CFD软件简介及在水力机械研究中的应用 |
2.7.1 CFD软件简介 |
2.7.2 CFD在水力机械研究中的应用 |
2.8 本章小结 |
3 特低扬程泵装置优化水力设计的目标及约束条件、关键问题和研究方法 |
3.1 特低扬程泵装置优化水力设计的目标及约束条件 |
3.1.1 进水流道优化水力设计的目标 |
3.1.2 出水流道优化水力设计的目标 |
3.1.3 泵装置优化水力设计的目标 |
3.1.4 优化水力设计的约束条件 |
3.2 特低扬程泵装置优化水力设计的关键问题及解决措施 |
3.2.1 特低扬程泵装置优化水力设计的关键问题 |
3.2.2 减少特低扬程泵装置流道水力损失的措施 |
3.3 特低扬程泵装置优化水力设计的研究方法 |
3.3.1 泵装置研究方法 |
3.3.2 流道分析研究方法 |
3.3.3 各种研究方法的关系 |
3.4 本章小结 |
4 水平轴伸泵装置优化水力设计研究 |
4.1 水平前轴伸泵装置优化水力设计研究 |
4.1.1 水平前轴伸泵装置进、出水流道优化水力设计研究 |
4.1.2 水平前轴伸泵装置三维流动数值模拟研究 |
4.1.3 水平前轴伸泵装置进、出水流道模型试验结果及分析 |
4.2 水平后轴伸泵装置优化水力设计研究 |
4.2.1 水平后轴伸泵装置进、出水流道优化水力设计研究 |
4.2.2 水平后轴伸泵装置三维流动数值模拟研究 |
4.3 水平前轴伸和水平后轴伸泵装置水力性能的比较 |
4.4 本章小结 |
5 灯泡贯流泵装置优化水力设计研究 |
5.1 前置灯泡贯流泵装置优化水力设计研究 |
5.1.1 前置灯泡贯流泵装置进、出水流道优化水力设计研究 |
5.1.2 前置灯泡贯流泵装置三维流动数值模拟研究 |
5.1.3 前置灯泡贯流泵装置进、出水流道模型试验结果及分析 |
5.2 后置灯泡贯流泵装置优化水力设计研究 |
5.2.1 后置灯泡贯流泵装置进、出水流道优化水力设计研究 |
5.2.2 后置灯泡贯流泵装置三维流动数值模拟研究 |
5.2.3 后置灯泡贯流泵装置进、出水流道模型试验结果及分析 |
5.3 前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置水力性能的比较 |
5.4 本章小结 |
6 竖井贯流泵装置优化水力设计研究 |
6.1 前置竖井贯流泵装置优化水力设计研究 |
6.1.1 前置竖井贯流泵装置进、出水流道的几何数学模型 |
6.1.2 前置竖井贯流泵装置进、出水流道优化水力设计研究 |
6.1.3 前置竖井贯流泵装置三维流动数值模拟研究 |
6.1.4 前置竖井贯流泵装置进、出水流道模型试验结果及分析 |
6.2 后置竖井贯流泵装置优化水力设计研究 |
6.2.1 后置竖井贯流泵装置进、出水流道优化水力设计研究 |
6.2.2 后置竖井贯流泵装置三维流动数值模拟研究 |
6.2.3 后置竖井贯流泵装置进、出水流道模型试验结果及分析 |
6.3 前置竖井和后置竖井贯流泵装置水力性能的比较 |
6.4 前置竖井贯流泵装置进、出水流道流场分析 |
6.4.1 前置竖井贯流泵装置进水流道流场分析 |
6.4.2 前置竖井贯流泵装置出水流道流场分析 |
6.5 前置竖井贯流泵装置模型试验 |
6.5.1 泵装置模型设计 |
6.5.2 泵装置模型试验结果及分析 |
6.6 本章小结 |
7 特低扬程泵装置的综合比较研究 |
7.1 泵装置水力性能比较 |
7.1.1 泵装置流道水力损失比较 |
7.1.2 泵装置效率比较 |
7.2 综合指标比较 |
7.3 3种型式特低扬程泵装置的比较 |
7.4 本章小结 |
8 全文总结与展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 创新点 |
8.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文和参与的科研课题 |
(8)低扬程立式泵装置优化水力设计研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 问题的提出 |
1.2 立式泵装置的组成及其流道型式 |
1.3 低扬程立式泵装置及流道的优化水力设计研究现状 |
1.3.1 关于低扬程泵装置型式及水泵选型 |
1.3.2 关于进、出水流道的研究 |
1.3.3 关于水泵nD值选取的研究 |
1.3.4 关于导叶对泵装置水力性能的影响 |
1.3.5 关于中隔墩对进、出水流道水力性能的影响 |
1.4 数值计算在水力机械研究中的应用 |
1.5 本文研究的主要内容 |
2 低扬程泵装置优化水力设计的目标、关键问题及研究方法 |
2.1 低扬程泵装置优化水力设计的目标 |
2.1.1 进水流道优化水力设计的目标 |
2.1.2 出水流道优化水力设计的目标 |
2.1.3 流道优化水力设计的约束条件与流道控制尺寸 |
2.1.4 泵装置优化水力设计的目标 |
2.2 低扬程泵装置优化水力设计的关键问题 |
2.2.1 泵装置效率决定于水泵效率与流道效率 |
2.2.2 水泵模型效率的提高 |
2.2.3 泵装置中的流道效率 |
2.2.4 提高低扬程立式泵装置效率的主要困难 |
2.3 低扬程泵装置优化水力设计的研究方法 |
2.3.1 在泵装置中研究进、出水流道 |
2.3.1.1 泵装置模型试验研究方法 |
2.3.1.2 泵装置三维流动数值计算研究方法 |
2.3.2 流道分析研究方法 |
2.3.2.1 流道三维湍流数值计算优化水力设计研究方法 |
2.3.2.2 透明流道模型试验研究方法 |
2.3.2.3 流道分析研究方法需要解决的问题 |
2.3.3 几种研究方法相互之间的关系 |
3 三维湍流数值计算的基本理论 |
3.1 控制方程 |
3.2 湍流数值模拟方法 |
3.3 常用离散化方法 |
3.4 CFD软件——FLUENT简介 |
3.4.1 CFD的求解过程 |
3.4.2 FLUENT简介 |
4 导叶出口环量对出水流道水力性能的影响 |
4.1 泵装置导叶出口断面水流速度环量的定量表示 |
4.1.1 涡通量与速度环量的关系 |
4.1.2 轴流泵装置导叶出口水流速度环量的计算式 |
4.1.3 导叶出口断面切向流速分布及平均角速度 |
4.1.4 导叶出口断面的平均切向流速和平均涡角 |
4.2 导叶出口环量对出水流道水力损失的影响的数值计算 |
4.2.1 流道几何形体的建模及网格剖分 |
4.2.2 出水流道三维流动数值计算边界条件 |
4.2.3 计算结果及分析 |
4.2.3.1 流态计算结果 |
4.2.3.2 水力损失计算结果 |
4.2.3.3 计算结果初步分析 |
4.3 导叶出口环量对出水流道水力损失影响的模型试验 |
4.3.1 系列试验导叶设计 |
4.3.1.1 系列试验导叶设计的思路 |
4.3.1.2 系列试验导叶方案 |
4.3.2 模型试验装置 |
4.3.2.1 出水流道模型试验装置 |
4.3.2.2 测试设备 |
4.3.3 试验准则及方法 |
4.3.4 出水流道水力损失计算 |
4.3.5 试验不确定度分析 |
4.3.6 试验结果 |
4.3.7 环量测量的误差分析 |
4.4 泵装置中导叶出口环量对出水流道水力性能影响的数值计算 |
4.5 轴流泵导叶出口环量的分布对出水流道水力损失的影响 |
4.5.1 导叶出口环量匀化器结构及工作原理 |
4.5.2 模型试验装置 |
4.5.3 试验结果及分析 |
4.6 本章结论 |
5 大型低扬程泵装置nD值的选取 |
5.1 nD值与增径降速的关系 |
5.2 增径降速对进、出水流道水力损失的影响 |
5.3 nD值与低扬程水泵的选型 |
5.4 nD值对泵装置汽蚀性能的影响 |
5.5 增径降速对水泵叶片进、出口速度三角形的影响 |
5.6 泵装置汽蚀性能的考核指标 |
5.7 增径降速对泵站的影响 |
5.8 本章小结 |
6 中隔墩对大型泵站进、出水流道水力性能的影响 |
6.1 进水流道三维流动数值计算 |
6.1.1 进水流道三维流动数值计算模型的网格剖分 |
6.1.2 进水流道三维流动数值计算的边界条件 |
6.1.3 中隔墩对进水流道水力性能影响的数值计算结果 |
6.2 出水流道三维流动数值计算 |
6.2.1 进水流道三维流动数值计算模型的网格剖分 |
6.2.2 中隔墩对出水流道水力性能影响的数值计算结果 |
6.3 进水流道模型试验 |
6.3.1 测量设备及方法 |
6.3.2 水力损失测试 |
6.3.3 试验不确定度分析 |
6.3.4 进水流道流态观察结果 |
6.3.5 进水流道水力损失测试结果 |
6.4 出水流道模型试验 |
6.4.1 出水流道流态观察结果 |
6.4.2 出水流道水力损失测试结果 |
6.5 中隔墩对进、出水流道水力损失的影响机理分析 |
6.6 本章小结 |
7 优化水力设计研究成果应用实例 |
7.1 长沟站、邓楼站的水泵选型 |
7.2 长沟站、邓楼站的水泵叶轮中心高程 |
7.2.1 确定叶轮中心安装高程需考虑的几个问题 |
7.2.2 南水北调东线工程部分泵站最小淹没深度统计 |
7.3 进、出水流道优化水力计算 |
7.3.1 进水流道三维流场数值模拟结果及分析 |
7.3.2 不同叶轮中心高程时长沟站出水流道优化 |
7.3.2.1 直管式出水流道方案 |
7.3.2.2 低驼峰式出水流道方案 |
7.3.2.3 虹吸式出水流道方案 |
7.3.3 邓楼站出水流道优化水力计算 |
7.3.4 叶轮直径对进、出水流道水力性能的影响 |
7.3.5 中隔墩对进、出水流道水力性能的影响 |
7.4 透明流道模型试验 |
7.5 泵装置效率预测 |
7.5.1 水泵效率修正 |
7.5.2 泵装置效率预测结果 |
7.6 泵装置模型试验 |
7.6.1 试验台、试验方法及测量设备 |
7.6.1.1 试验台简介 |
7.6.1.2 试验标准及试验方法 |
7.6.1.3 测量设备 |
7.6.2 泵装置效率测量不确定度分析 |
7.6.2.1 系统不确定度E_S |
7.6.2.2 随机不确定度 |
7.6.2.3 效率试验综合不确定度 |
7.6.3 模型试验主要结果 |
7.6.4 全流道损失试验 |
7.7 本章小结 |
8 全文总结与展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 创新点 |
8.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(9)潜水泵装置水力特性及优化设计研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 潜水泵装置的应用 |
1.2 潜水泵装置的型式、组成及特点 |
1.2.1 潜水泵装置的型式 |
1.2.2 潜水泵装置的组成 |
1.2.3 潜水泵装置的特点 |
1.3 潜水泵装置的研究现状及发展趋势 |
1.3.1 潜水泵装置的研究现状 |
1.3.2 潜水泵装置水力设计研究中存在的问题 |
1.3.3 潜水泵装置的应用前景 |
1.4 潜水泵装置流道优化水力设计的研究方法 |
1.4.1 流道单独研究方法 |
1.4.2 泵装置整体研究方法 |
1.5 数值模拟方法简介及在水力机械上的应用概况 |
1.5.1 数值模拟方法简介 |
1.5.2 FLUENT计算软件简介 |
1.5.3 数值模拟在水力机械研究上的应用 |
1.6 本文的主要研究内容 |
2 三维湍流流动数值模拟的相关理论 |
2.1 三维湍流流动数值模拟控制方程 |
2.1.1 基本方程 |
2.1.2 湍流模型 |
2.2 边界条件 |
2.2.1 流场进口边界条件 |
2.2.2 流场出口边界条件 |
2.2.3 壁面边界条件 |
2.2.4 对称边界条件 |
2.3 计算流场的离散化 |
2.3.1 计算区域的离散化 |
2.3.2 控制方程的离散化 |
2.4 流场迭代计算的收敛性判定 |
2.5 计算结果的后处理 |
3 进、出水流道优化水力设计的目标 |
3.1 进水流道优化水力设计的目标 |
3.2 出水流道优化水力设计的目标 |
4 卧式潜水泵装置进、出水流道优化水力设计 |
4.1 进、出水流道三维湍流流动数值模拟 |
4.1.1 计算区域及边界条件 |
4.1.2 网格剖分 |
4.2 进、出水流道优化水力设计 |
4.2.1 进水流道优化水力设计 |
4.2.2 出水流道优化水力设计 |
4.3 本章小结 |
5 卧式潜水泵装置三维湍流流动数值模拟 |
5.1 计算区域及边界条件 |
5.2 网格剖分 |
5.3 计算结果及分析 |
5.3.1 进水流道流场 |
5.3.2 出水流道流场 |
5.4 本章小结 |
6 立式潜水泵装置进、出水流道优化水力设计 |
6.1 进、出水流道三维湍流流动数值模拟 |
6.1.1 计算区域及边界条件 |
6.1.2 网格剖分 |
6.2 进、出水流道优化水力设计 |
6.2.1 进水流道优化水力设计 |
6.2.2 出水流道优化水力设计 |
6.3 本章小结 |
7 透明流道模型试验 |
7.1 试验目的和试验内容 |
7.2 流道模型试验装置 |
7.2.1 进水流道模型试验装置 |
7.2.2 出水流道模型试验装置 |
7.3 试验准则 |
7.4 测试设备及方法 |
7.4.1 流量测试 |
7.4.2 静压测试 |
7.4.3 出水流道进口平均切向流速测试 |
7.4.4 流道水力损失测试计算 |
7.5 流道水力损失测试误差分析 |
7.5.1 进水流道水力损失测试误差分析 |
7.5.2 出水流道水力损失测试误差分析 |
7.6 试验结果及分析 |
7.6.1 卧式潜水泵装置进、出水流道的试验结果 |
7.6.2 立式潜水泵装置虹吸式出水流道的试验结果 |
7.7 本章小结 |
8 卧式潜水泵装置模型试验 |
8.1 研究内容 |
8.2 泵装置模型 |
8.3 泵装置模型试验台 |
8.4 试验方法 |
8.4.1 执行标准 |
8.4.2 试验准则 |
8.4.3 参数测量 |
8.4.4 原、模型数据的换算 |
8.5 试验不确定度分析 |
8.5.1 试验台系统不确定度 |
8.5.2 泵装置效率试验随机不确定度 |
8.5.3 泵装置效率试验综合不确定度 |
8.6 试验结果 |
8.7 泵装置性能试验结果与流道优化水力设计结果的比较 |
8.8 本章小结 |
9 全文总结与展望 |
9.1 全文总结 |
9.2 今后工作展望 |
参考文献 |
附图1 卧式潜水泵装置进水流道流场图 |
附图2 卧式潜水泵装置出水流道透视图 |
附图3 卧式潜水泵装置出水流道流场图 |
附图4 卧式潜水泵装置透视图 |
附图5 卧式潜水泵装置流场图 |
附图6 立式潜水泵装置进水流道流场图 |
附图7 立式潜水泵装置井筒式出水流道透视图 |
附图8 立式潜水泵装置虹吸式出水流道透视图 |
附图9 立式潜水泵装置井筒式出水流道流场图 |
附图10 立式潜水泵装置虹吸式出水流道流场图 |
附图11 卧式潜水泵装置进水流道流态照片 |
附图12 卧式潜水泵装置出水流道流态照片 |
附图13 立式潜水泵装置虹吸式出水流道模型照片 |
附图14 灌北泵站卧式潜水泵装置模型照片 |
附表1 灌北泵站进水流道水力损失模型试验记录表 |
附表2 灌北泵站出水流道水力损失模型试验记录表 |
附表3 广和泵站出水流道水力损失模型试验记录表 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(10)斜式轴伸泵装置水力特性及优化设计研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 问题的提出 |
1.1.1 低扬程泵装置的型式及特点 |
1.1.2 低扬程泵装置的应用及研究现状 |
1.2 斜式轴伸泵装置的研究目的和意义 |
1.3 斜式轴伸泵装置的应用及研究现状 |
1.3.1 斜式轴伸泵装置的应用现状 |
1.3.2 斜式轴伸泵装置存在的问题 |
1.3.3 斜式轴伸泵装置的研究现状 |
1.4 CFD 软件简介及在工程中的应用 |
1.4.1 FLUENT 软件简介 |
1.4.2 FLUENT 软件在水力机械研究中的应用 |
1.5 斜式轴伸泵装置优化水力计算的研究方法 |
1.5.1 模型试验研究法 |
1.5.2 数值计算研究法 |
1.6 本文主要研究内容 |
2 三维湍流流动数值计算的有关理论 |
2.1 湍流流动数值模拟基本方程 |
2.2 湍流流动数值模拟方法 |
2.3 网格剖分技术 |
2.3.1 网格类型 |
2.3.2 网格密度和质量 |
2.4 方程离散化方法 |
2.4.1 离散化方法 |
2.4.2 离散化格式 |
2.5 三维湍流流动数值计算步骤 |
2.5.1 前处理 |
2.5.2 参数设置及流场计算 |
2.5.3 后处理 |
3 轴流泵泵段三维湍流流动数值计算 |
3.1 计算方案 |
3.2 计算区域 |
3.3 边界条件 |
3.3.1 进口边界 |
3.3.2 出口边界 |
3.3.3 壁面边界 |
3.4 网格剖分 |
3.5 计算结果分析 |
3.5.1 流场计算结果分析 |
3.5.2 能量性能计算结果分析 |
3.6 本章小结 |
4 斜式进水流道三维湍流流动数值计算 |
4.1 进水流道的作用与型式 |
4.2 进水流道优化水力计算的目标 |
4.3 计算方案 |
4.4 边界条件及计算区域 |
4.5 网格剖分 |
4.6 计算结果 |
4.7 本章小结 |
5 斜式出水流道三维湍流流动数值计算 |
5.1 出水流道的作用与型式 |
5.2 出水流道优化水力计算的目标 |
5.3 计算方案 |
5.4 边界条件及计算区域 |
5.5 网格剖分 |
5.6 计算结果 |
5.7 本章小结 |
6 斜式轴伸泵装置三维湍流流动数值计算 |
6.1 计算方案 |
6.2 边界条件及计算区域 |
6.3 网格剖分 |
6.4 计算结果 |
6.4.1 进水流道流场 |
6.4.2 泵内流场 |
6.4.3 出水流道流场 |
6.4.4 流道水力损失计算结果 |
6.5 泵装置效率预测 |
6.6 本章小结 |
7 斜式进水流道模型试验研究 |
7.1 试验目的 |
7.2 试验内容 |
7.3 进水流道模型试验装置 |
7.4 试验准则 |
7.5 测试设备及方法 |
7.5.1 流量测试 |
7.5.2 静压测试 |
7.6 进水流道水力损失测试计算 |
7.7 进水流道水力损失测试误差分析 |
7.7.1 流速测试误差 |
7.7.2 测压管水头测试误差 |
7.7.3 短直管水力损失测试误差 |
7.7.4 进水流道水力损失测试综合误差 |
7.8 试验结果及分析 |
7.8.1 进水流道流态 |
7.8.2 进水流道水力损失 |
7.9 本章小结 |
8 全文总结与展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 关于斜式轴伸泵装置研究工作的展望 |
参考文献 |
附图 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
四、莲湖泵站出水流道施工质量措施(论文参考文献)
- [1]基于镂空式整流底坎对侧向进水泵站进水流态改善的研究[D]. 杨旭. 扬州大学, 2021(08)
- [2]基于流固耦合的竖井贯流泵转子结构力学分析[D]. 沈家伟. 扬州大学, 2020(04)
- [3]引黄低扬程泵站进水流道数值模拟研究[D]. 董旭敏. 华北水利水电大学, 2020(01)
- [4]大型斜式泵装置出水流道偏流问题研究[D]. 颜士开. 扬州大学, 2019(02)
- [5]大型低扬程泵站出水流道扩散角的分析与应用[D]. 洪飞. 扬州大学, 2018(06)
- [6]花马湖泵站出水流道开裂原因和修补方案[J]. 刘川顺,乔达,袁文阳. 中国农村水利水电, 2015(02)
- [7]大型特低扬程泵装置水力性能优化与综合比较研究[D]. 徐磊. 扬州大学, 2012(08)
- [8]低扬程立式泵装置优化水力设计研究[D]. 梁金栋. 扬州大学, 2012(07)
- [9]潜水泵装置水力特性及优化设计研究[D]. 刘荣华. 扬州大学, 2010(02)
- [10]斜式轴伸泵装置水力特性及优化设计研究[D]. 徐磊. 扬州大学, 2009(01)