大中型泵站肘形进水流道标准化研究

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1、ClassifiedIndex：U．D．C．：M．D．DissertationStudyonstandardizationfortheElbowInletConduitinLargeandMediumPumpingStationGraduateStudent：DongLeiAdviser：AssociateProf．ZhuChun—longProf．LuLin—guangMajor：WaterandSoilEngineeringinAgricultureYangzhouUniversityMay，2013董雷：大中型泵站肘形进水流

2、道标准化研究摘要大中型泵站在我国水资源合理调配、城市防洪排涝、农田灌排等领域中发挥了非常重要的作用，我国中央及各级政府正在不断加大水利建设的投入，预计大中型泵站的建设还将迎来一段高峰期。由于立式泵装置生产制造技术成熟、管理维护方便、运行稳定性和可靠性较高，在大、中型泵站中得到了广泛应用。立式泵装置中的进水流道是泵站前池与水泵叶轮室之间的过渡段，其作用是在引导水流从前池流向水泵叶轮室的过程中有序转向和均匀收缩，为水泵叶轮室进13提供符合要求的流态。进水流道的标准化设计对保证大中型泵站水泵机组韵稳定和高效运行具有十分重要的意义。与立式

3、泵装置配套使用的进水流道中肘形进水流道水力性能应用最为广泛，其中，南水北调东线一期工程14座新建立式泵站全部采用了肘形进水流道。面对实际工程中对肘形进水流道的要求，肘形进水流道设计过程中存在的两个问题日益突出：由于设计人员的经验不同，肘形进水流道的设计质量缺少可靠的保证：在实际的设计过程存在着大量的重复设计、重复研究等重复性工作。肘形进水流道标准化设计的主要意义在于可保证每座大中型立式泵站肘形进水流道水力设计的高质量，确保水泵机组运行的可靠性和经济性；避免大量的流道优化设计计算和模型试验等重复性研究工作。对立式泵装置肘形进水流道控

4、制尺寸的取值范围进行的统计结果表明，肘形进水流道控制尺寸相对值的变化范围不大，相对于平均值的离散性较小，便于进行标准化。水电站弯肘形尾水管很早就实行了标准化设计，对于提高水电站的设计水平发挥了重要的作用。因此，在对肘形进水流道进行深入理论研究和大量工程应用的基础上，本文对肘形进水流道进行了优化水力设计研究，并提出了大中型泵站刖’形进水流道标准化设计的问题。本文研究的主要内容如下：(1)在分析大型泵装置进水流道水力设计理论方法的基础上，分析在实际工程中泵站肘形进水流道主要控制尺寸的取值范围；(2)阐释标准化的重要作用和形式，提出肘形

5、进水流道标准化的要求及研究方法；(3)提出肘形进水流道参数化设计数学模型，阐述三维湍流流动数值模拟数学模型；(4)以流道出口断面流速分布均匀度和水流入泵平均角度为目标函数，对肘形进水流道常用范围内的主要几何参数进行优化水力设计研究；(5)研究拟标准化肘形进水流道的系列划分，采用三维数值计算方法计算拟标准化II扬州大学硕士学位论文的肘形进水流道的水力性能；(6)通过对肘形进水流道数值计算和模型试验结果的比较分析，检验本文所采用研究方法的可行性和可靠性。本文得到以下结论：(1)对大中型泵站立式泵装置的肘形进水流道进行标准化设计具有重要

6、的理论价值和实际意义：(2)在分析实际工程中泵站肘形进水流道主要控制尺寸取值范围和优化水力设计研究的基础上，提出了拟标准化的肘形进水流道系列划分方案；(3)对拟标准化的肘形进水流道系列进行了优化水力设计，流道水力性能达到优异，可为大中型立式泵装置提供理想的进水条件。关键词：泵站肘形进水流道标准化水力设计数值计算模型试验董雷：大中型泵站肘形进水流道标准化研究llIABSTRACTLargeandmediumpumpingstationsplayveryimportantrolesinreasonableallocationofwat

7、erresources，urbanfloodcontrolanddrainage，agriculturalirrigationanddrainageandotherfields。China’Scentralandlocalgovernmentsareconstantlyincreasinginvestmentinwaterconservancyconstruction，anditCanpredictthattheconstructionoflargeandmediumpumpingstationswillalsousherinap

8、eriodofpeak．Duetotheadvantagesofmaturetechnology,managingandmaintainingeasily,highoperationalstabilityandreliability，vertica