泵站進水流速對2種進水方式的表面漩渦特性影響的研究

高傳昌，高余鑫，汪順生，高志鍇

?灌溉技術與裝備?

泵站進水流速對2種進水方式的表面漩渦特性影響的研究

高傳昌，高余鑫*，汪順生，高志鍇

(華北水利水電大學，鄭州 450045)

【】探究不同進水流速對泵站進水水流流態、漩渦的產生與發展變化規律的影響。結合泵站實際運行情況，采用NX UG 10.0軟件構建泵站封閉式進水流道水平進水和開敞式進水池垂直進水2種進水方式的進水物理模型及三維湍流數學模型，采用雷諾N-S方程、VOF模型和非定常的SST湍流模型。對2種進水方式下不同進水流速的進水流場分布和漩渦的產生、變化及分布規律進行了數值模擬。在滿足泵站進水口臨界淹沒水深時，2種進水方式下的進水表面漩渦強度隨著進水流速的增加逐漸增強，并對2種進水表面出現的漩渦類型與進水流速變化的區間進行了劃分；封閉式進水流道水平進水流速在0.217～0.304、0.349～0.448、0.482～0.554、0.575～0.661 m/s時，漩渦類型分別為Ⅰ和Ⅱ型渦、Ⅲ和Ⅳ型渦、Ⅴ型渦、Ⅵ型渦；開敞式垂直進水流速在0.322～0.402、0.484、0.521～0.564 m/s時，漩渦類型分別為Ⅲ和Ⅳ型渦、Ⅴ型渦、Ⅵ型渦，開敞式進水池垂直進水的水體中同時產生表面漩渦和水中漩渦；數值計算結果與試驗結果基本吻合。對封閉式進水流道水平進水方式的泵站工程，進水流速不應大于0.349 m/s；對開敞式進水池垂直進水方式的泵站工程，進水流速不應大于0.322 m/s。

泵站；進水流速；漩渦；數值計算；模型試驗

0 引言

【研究意義】我國是世界上泵站數量最多、規模最大、類型最豐富的國家。由于泵站結構、水泵型式和運行環境的復雜性，使得由前池、進水池、進水流道等組成的泵站進水系統常存在自由表面漩渦和次表面漩渦，對水泵運行穩定性、效率和空化性能產生直接影響[1]。……