[1]顾 巍,成 立*,蒋红樱,等.立式轴流泵装置虹吸式出水流道水力特性CFD 研究[J].江苏水利,2018,(01):7-15.
　GU Wei,CHENG Li*,JIANG Hongying,et al.CFD study on the hydraulic characteristics of siphon outlet conduit of vertical axial flow pump[J].JIANGSU WATER RESOURCES,2018,(01):7-15.
点击复制

立式轴流泵装置虹吸式出水流道水力特性CFD 研究()
分享到：

《江苏水利》[ISSN:1006-6977/CN:61-1281/TN]

卷:
期数:
2018年01期
页码:
7-15
栏目:
规划与设计
出版日期:
2018-02-07

文章信息/Info

Title:
CFD study on the hydraulic characteristics of siphon outlet conduit of vertical axial flow pump
文章编号:
1007-7839(2018)01-0007-09
作者:
顾 巍1; 成 立2*; 蒋红樱3; 焦伟轩2; 张 帝2
1.大丰区水利局，江苏 盐城 224100；
2.扬州大学水利与能源动力工程学院，江苏 扬州 225009；
3.江苏省水利工程科技咨询股份有限公司，江苏 南京 210029
Author(s):
GU Wei1; CHENG Li2*; JIANG Hongying3; JIAO Weixuan2; ZHANG Di2
1.Dafeng Water Conservancy Bureau of Yancheng City，Yancheng 224100，Jiangsu;
2.College of Hydraulic，Energy and Power Engineering，Yangzhou University，Yangzhou 225009，Jiangsu;
3.Jiangsu Province Water Engineering Sci-tech Consulting Co.，Ltd.Nanjing 210029，Jiangsu
关键词:
虹吸式出水流道; 立式轴流泵; 水力性能; 数值模拟
Keywords:
siphon outlet conduit; vertical axial flow pump; hydraulic perfor mance; numerical simulation
分类号:
TV212
文献标志码:
B
摘要:
虹吸式出水流道结构形式及内部流动特性对立式轴流泵装置水力性能影响较大，基于定常不可压缩流体的控制方程和重整化群湍流模型应用SIMPLEC 算法，模拟了不同型式的虹吸式出水流道轴流泵装置内流动特性。定性地分析了几种经过型线优化的虹吸式出水流道内流场特征，定量地研究了多工况条件下虹吸式出水流道内水力损失及特征断面水流流态的差异。研究表明，在导叶体出口剩余还量的影响下，不同工况下虹吸式出水流道内水流流态存在明显差异；同一工况条件下，不同型式虹吸式出水流道内水流流态也存在一定差异；虹吸式出水流道内水力损失主要集中在驼峰断面前的流道上升段，流道整体水力损失与流量未呈二次方关系；轴向速度分布均匀度与速度加权平均角随着流量的变化呈现相同的波动趋势；随流道上升段倾角的增大(下降段倾角减小)，驼峰断面速度加权平均角均值呈逐渐减小的趋势，变化范围在0. 1°～2. 8°之间，不同方案的驼峰断面轴向速度分布均匀性较好，均值的变化范围较小，在0.1% ～2% 之间。
Abstract:
The structure form and internal flow characteristics of the siphon outlet conduit have great influence on the hydraulic performance of the vertical axial flow pump. Flow characteristics of different types of siphon outlet conduit of axial flow pump devices were simulated based on the control equation of constant incompressible fluid and reorganized group turbulence model using SIMPLEC algorithm. The characteristics of flow field in siphon outflow passage optimized by several lines were qualitatively analyzed, and the differences of hydraulic loss and flow pattern of characteristic cross section in siphon outlet channel under multiple working conditions were quantitatively studied. The research showed that there existed obvious differences in siphon discharge flow pattern in different operating conditions under the influence of the remaining amount of the guide vane. Under the same working condition, there were also some differences in the flow pattern of water in different types of siphon outlet conduit. The hydraulic losses in the siphon outlet conduit were mainly concentrated in the ascending section of the flow channel before the hump section, and the overall hydraulic loss and flow rate in the flow channel were not quadratic. The axial velocity distribution uniformity and velocity weighted average angle showed the same trend of fluctuation with the change of flow rate. With the increase of the inclination of the ascending section of the runner, the mean weighted average angle of the section of the hump tended to decrease gradually with a range of 0.1°～ 2.8°.The axial velocity distribution of the hump sections was better in different schemes, and the mean range of variation was smaller, which was ranging from 0.1% to 2%.

参考文献/References:

[1] 刘超.水泵及水泵站[M].北京：科学技术文献出版社，2003:144-15.
[2] 中华人民共和国水利部. 泵站设计规范：GB/T 50265-2010 [S].北京：中国计划出版社，2011:186-191.
[3] 陆林广，杲东彦，祝婕.大型泵站虹吸式出水流道优化水力设计[J].农业机械学报，2005，36(4):60-63，68.
[4] 谭淋露，冯建刚，陈毓陵，等.泵站虹吸式出水管数值模拟及水力优化[J].中国农村水利水电，2014(3):126-129，133.
[5] 朱红耕，袁寿其，施卫东.大型泵站虹吸式出水流道水力特性分析[J].中国农村水利水电，2005(7):71-76.
[6] 杲东彦，陆林广. 基于RNG 模型的虹吸式出水流道三维紊流数值模拟[J].南京工程学院学报：自然科学版，2008，6(2):22-25.
[7] 李彦军，颜红勤，葛强，等.泵站虹吸式出水流道优化设计[J].排灌机械，2008，26(4):43-47.
[8] 陆林广，刘荣华，梁金栋，等.虹吸式出水流道与直管式出水流道的比较[J].南水北调与水利科技，2009，7(1):91-94.
[9] Shi Weidong，Zhang Desheng，Guan Xingfan，et al.Numerical and experimental investigation of highefficiency axial-f low pump[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering，2010，23(1):38-44.
[10] 王晓升，冯建刚，陈红勋，等.泵站虹吸式出水管虹吸形成过程气液两相流数值模拟[J].农业机械学报，2014，45(5): 78-83.
[11] 陈松山，严登丰，陆伟刚，等.低扬程虹吸流道泵装置起动动态特性数学模型[J].流体机械，2004，32(6):9-12.
[12] 杨帆，刘超，孙丹丹，等.轴流泵装置虹吸式出水流道内流机理数值分析[J].农业机械学报，2015，06:60-65，91.
[13] 雍成林，汤正军，朱红耕，等.虹吸式出水贯流泵结构特点及对比试验研究[J].南水北调与水利科技，2014，12(5): 34-38.
[14] 仇宝云，刘超，袁伟声.大型水泵轴向后导叶叶片出口角对出水流道性能的影响[J].机械工程学报，2000，36(7):74 － 77.
[15] 梁金栋，陆林广，徐磊，等.轴流泵装置导叶出口水流速度环量对出水流道水力损失的影响[J].农业工程学报，2012，01:55-60.
[16] 陆林广. 高性能大型低扬程泵装置优化水力设计[M].北京：中国水利水电出版社，2013.
[17] Yang Fan，Liu Chao.Pressure pulsations of the blade region in S-shaped shaft-extension tubular pumping system[J].Mathematical Problems in Engineering，2014(2014): 1-10.
[18] 朱红耕，袁寿其，刘厚林，等.进水流道对立式混流泵装置能量特性的影响[J].江苏大学学报：自然科学版，2007，28(1):46-5.
[19] 成立.泵站水流运动特性及水力性能数值模拟研究[D].南京：河海大学，2006.

相似文献/References:

[1]龙 俊,王 豹,高 亮,等.石港泵站立式轴流泵装置模型试验研究[J].江苏水利,2017,(02):12.
　LONG Jun,WANG Bao,GAO Liang,et al.Study on model test of vertical axial-flow pump device of Shigang station[J].JIANGSU WATER RESOURCES,2017,(01):12.
[2]管义兵,王振红,施巍巍.大型立式轴流泵泵站金属结构设计与研究[J].江苏水利,2019,(06):24.
　GUAN Yibing,WANG Zhenhong,SHI Weiwei.Design and research on metal structure of large vertical axial-flow pump station[J].JIANGSU WATER RESOURCES,2019,(01):24.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2017-10-05
基金项目：国家自然科学基金(51779214)；江苏水利科技项目(2016035)；江苏省优势学科；江苏省青蓝工程中青年学术带头人项目；江苏省产学研前瞻性联合项目(BY2015061-12)
作者简介：顾巍(1977-)，女，本科，工程师，主要从事泵站工程规划管理、设计工作。
通讯作者：成立(1975-)，男，教授，博士生导师，主要从事泵站工程研究工作。
更新日期/Last Update: 2018-01-15