【摘要】：大型低揚程泵站具有運行揚程低、單機流量大、年運行時數(shù)多等特點,因而提高泵裝置的可靠性及運行效率就顯得十分重要。 水泵葉輪室進口水流的流態(tài)對水泵的安全、穩(wěn)定和高效運行具有很大影響。影響軸流泵葉輪室進口流態(tài)的因素較為復雜,國內(nèi)外對葉輪室進口水流的預旋問題還存在眾多不同的認識。本文從軸流泵葉輪和泵站進水設計兩個方面,以更寬的視角分別對葉輪室進口水流的流態(tài)進行了較為深入的研究工作。 本文研究的意義在于：澄清過去關于軸流泵葉輪室進口水流預旋的一些模糊認識,指出泵站進水設計及水泵機組運行工況對葉輪室進口流態(tài)的重要性,為泵站進水設計設計理論及方法提供依據(jù)。 本文的具體內(nèi)容包括以下幾個方面： (1)采用三維湍流流動數(shù)值模擬方法及模型試驗方法研究軸流泵泵段裝置中葉輪室進口水流的預旋問題； (2)采用三維湍流流動數(shù)值模擬方法及模型試驗方法研究立式軸流泵裝置中葉輪室進口的預旋問題； (3)分析泵站進水設計水泵機組運行工況對軸流泵葉輪室進口流態(tài)的影響； (4)從泵站進水流態(tài)對水泵葉輪室進口流態(tài)影響的角度分析美國國家標準《水泵進水設計》的特點,介紹了參照該標準對某泵閘樞紐進行的模型試驗研究。 本文通過對軸流泵葉輪室進口水流的預旋問題的研究,得到了以下主要結論： (一)軸流泵葉輪對葉輪室進口流態(tài)的影響 1、當軸流泵在正常運行范圍內(nèi)運行時,葉輪室進口水流基本上為軸向入流,未發(fā)生“預旋”。 2、當軸流泵在小流量工況運行時,葉輪室進口的外圈水流發(fā)生與葉輪轉動方向相同的旋轉流動,內(nèi)圈水流仍向葉輪室方向流動,內(nèi)外圈之間的水流則在前述兩種流動狀態(tài)之間擺動。初步分析在小流量工況下,軸流泵泵內(nèi)發(fā)生“二次回流”,導致葉輪室進口前的局部區(qū)域出現(xiàn)回流現(xiàn)象。從水泵外特性看,小流量工況位于水泵性能曲線的“馬鞍形區(qū)”。 3、在軸流泵啟動的過程中,葉輪室進口之前的水流處于短暫的類似于小流量工況的流動狀態(tài)。 (二)泵站進水設計對水泵進口流態(tài)的影響 1、葉輪室進口是否存在預旋主要受進水流態(tài)的影響,泵站進水設計及機組運行工況對水泵葉輪室進口的流態(tài)有顯著的影響,今后應更注重從系統(tǒng)的角度更全面地考慮水泵葉輪室進口流態(tài)的問題。 2、從泵站進水流態(tài)對水泵葉輪室進口流態(tài)影響的角度,歸納出美國國家標準《水泵進水設計》的如下特點： (1)引入可定量表示水泵進口水流預旋的概念——渦角； (2)引入用于測量水泵進口水流渦角的裝置——旋度計; (3)以渦角為檢驗泵站進水設計的主要指標； (4)在檢驗泵站進水設計情況的泵站整體水工模型試驗中,用供水泵供水,進行流量模擬,同時用旋度計取代模型泵。 3、對某泵閘樞紐提出了改進方案,改進方案較原方案的進水流態(tài)進一步改善,可建議工程設計單位采用； 4、目前我國尚未頒布針對泵站進水設計的模型試驗規(guī)程,建議加強對美國國家標準《水泵進水設計》的研究,并準備在適當時候制訂我國的相應試驗規(guī)程。
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【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH312

【參考文獻】

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本文編號：2369502