竖井式贯流泵装置水力特性与优化设计分析

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1、刘军：竖井式贯流泵装置水力特性及优化设计研究V符号说明付丐况明符号物理含义p流体密度●●材速度向量t时间F单位流体体积力∥动力粘性系数K传热系数丁温度k湍动能占湍动能耗散以湍动黏度GI应力生成项吼k方程湍流Prandtl数吒g方程湍流Prandtl数p压强VI扬州大学硕士学位论文符号物理含义甜口平均轴向速度‰各单元轴向速度‰各单元横向速度圪流速分布均匀度口速度加权平均角度Q流量允相似准则国旋转角速度，半径1，平均流速△J，水力损失万误差曰宽度E动能H扬程矽效率扬州大学硕士学位论文74扬州大学学位论文原创性声明和版权使用授权书学位论文原创性声明本人声明：所呈芟的学位论文是在导师指导F独

2、立进行研冗工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外．本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果．对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者戤：厶忏签字日期：沙辟6月12,-日学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权扬州大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文．同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到<中国学位论文全

3、文数据库>，并通过网络向社会公众提供信息服务。学位论文作者签名：签字日期：吖年；”；月／汨导师签名：签字日期：加咧伊易月f∥日刘军：竖井式贯流泵装置水力特性及优化设计研究1绪论在全球能源日趋紧张的今天，我国提出了建设节约型社会和发展循环经济的重大战略举措。在泵站建设方面，特别是大型泵站的建设，提高泵装置效率对节约能源具有十分重要的意义。南水北调东线泵站工程具有扬程低、流量大、年运行时间长等特点，对泵装置效率提出了更高的要求。目前，一般将水泵装置分为三个组成部分：水泵(包括转轮和导叶)、进水流道和出水流道。显然，提高水泵装置的效率可从两方面入手，一方面是提高水泵的效率，另一方面是提高流

4、道的效率。在提高水泵效率方面，应选择到合适的水泵水力模型，使得水泵能在高效区运行，目前国内对水泵水力模型的设计已经达到较高的水平，能满足大部分泵站对水泵选型的需要和水泵效率的要求，同时也在努力研究开发出更多更优秀的水力模型以满足水泵选型的需要；在提高流道效率方面，应在选择到合适的水泵装置型式的基础上对流道进行充分的优化水力设计，减少流道的水力损失以提高流道的效率，目前国内对这一方面的研究还不够深入。对于低扬程泵站，在水泵效率达到较高水平的前提下，应更加重视研究进一步提高不同泵装置型式的流道效率。不同的泵装置型式所采用的流道型式不同，流道水力性能也有差别。按照泵轴安装角度分类，泵装置型

5、式可以分为立式、卧式和斜式，按照流道型式的不同又可进一步细分。竖井式贯流泵装置型式作为一种较新的低扬程泵装置型式，过去对其水力性能的研究还较少，本文以数值模拟为主模型试验为辅的方法对竖井式贯流泵装置的水力性能进行了研究。1．1问题的提出1．1．1南水北调东线泵站工程的特点及对泵装置选型的要求南水北调工程是解决我国北方地区水资源严重短缺问题的重大战略举措，从二十世纪五十年代至今，经过半个多世纪的研究，规划确定分别从长江下、中、2扬州大学硕士学位论文上游向北方调水的南水北调东、中、西三条调水线路，与长江、淮河、黄河和海河形成相互连通的“四横三纵"总体格局。南水北调东线工程从江苏扬州附近的

6、长江下游干流取水，基本沿京杭运河向北送水，给黄淮海平原东部和山东半岛补充水源，需要兴建泵站51座，总调水量800(m3／s)，过黄河200(m3／s)，送山东半岛90(m3／s)，分三期实施，计划于2030年以前完成。第一期工程规划抽江水500(m3／s)，入东平湖100(m3／s)，过黄河50(m3／s)，送山东半岛50(m3／s)；第二期工程扩大抽江规模至600(m3／s)，过黄河100(m3／s)，到天津50(m3／s)，送山东半岛50(m3／s)；第三期工程继续扩大调水规模，抽江规模扩大至800(m3／s)，过黄河200(m3／s)，到天津100(m3／s)，送山东半岛90(

7、m3／s)n1。第一期工程首先调水到山东半岛和鲁北地区，供水目标是补充沿线城市的生活、工业和环境用水，并适当兼顾农业和其它用水。输水线路以黄河为脊背，分别向南、北倾斜，从长江至东平湖输水主干线长约617km。由于穿黄河处水位高于长江水位约40m，为此在东平湖以南的输水线路上共设34座泵站，分13个梯级抽调江水向北输送入东平湖瞳1。其中利用江苏省江水北调工程现有6处13座泵站，新建2l座泵站。泵站工程水泵机组的运行特点如下啪：1、低扬程、大流量。根据该工程总