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| 肘形进水流道标准化问题研究 立式泵 置中的 水流 是泵站前 与水泵叶 室之间的 渡段，其作用是 引导水流从前池流向水泵 轮室的过程中 序转向和均匀收 ，为水泵叶轮室 口提供符合要求的 态。进水流 的标准化设计对 证大 型泵站水泵机组 稳定和高效运 具有十分重要 意义。 肘形进水流 标准化设计 主要意义在于可保证每座 中型立式泵站肘形进 流 水力设计的高质量，确保 泵机组运行 可靠性和经济性；避免大量 流道优化设计 算和模型试验 重复性研究工作。 对立式 装置肘形进水流 控制尺寸 取值范围进行 统计结果表明，肘形进水流道控制尺寸相对值的变 范围不大，相对 平均值的离散性较 ，便于进行标准 。 弯肘 尾水管很早就实行 标准化设计，对于提高 电站的设计 平发挥了重要 作用。因此， 对 进 流道进行深入理论研究和 量工程应用 基础上，本文对 进 流 进行了优化 设计研究，并提出了大中型泵站 进 标准化设 的问题。 本文研究的主要内容如下: （1）在分析大型泵装置进 力设计理论方法的基础上，分析 实际工程中泵站 进 主要控制尺寸的取值范围; （2）阐释 重要作用和形式，提出肘形进 标准化 要求及研究方法; （3）提出肘形进 流 参数化设计数学模型，阐述 维湍流流动数值模拟数学模型; （4）以 出口断面流速分布均 度和 入 均角度为目标函数，对 进 常用范围内的主要几何参数进行优化 设计研究; （5）研究拟标准化 进 的系列划分，采用 维数值 算方法计算拟 肘形进 的 性能； （6）通过对肘形进 数值计算和模型试验结果 比较分析，检验本 所采用研究 可行性和可靠性。 本 得到以下结论: （1）对大中型 站立式 装置 进 进行 设计具有重要 理论价值和实际意义; （2）在分析实际 中 站 进 主要控制 取值 和优化 设计研究的基础上，提出了拟 的肘形进 系列划分方案; （3）对拟 肘形进 系列进行了优化 设计，流道 性能达到优异，可为大中型立式 装置提供 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。 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 目 录 III 第1章 绪论 1 1.1 选题背景 1 1.2研究现状 1 1.3存在的问题 3 1.4 采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 4 1.5章节安排 4 第2章肘形进水流道对低扬程轴流泵站装置效率分析 6 2.1 低扬程轴流泵站装置效率分析 6 2.2 提高低扬程轴流泵站装置效率的途径 6 2.3 肘形进水流道提高泵站装置效率的效果分析 7 2.4 肘形进水流道过水断面的分析 8 第3章 肘形进水流道的水力优化 10 3.1 肘形进水流道内流机理分析 10 3.1.1 流道特征断面流速均匀性分析 10 3.1.2 流道出口静态畸变指数与流量关系 12 3.1.3 流道壁面压力分布 13 3.1.4 流道内部流动特性分析与比较 14 3.2 进水流道水力的验证 14 3.3 进水流道“可分原理”及方案设计 16 3.4 流道数值计算 17 3.4.1数学模型 17 3.4.2网格划分及算法 18 3.4.3 边界条件 18 3.4.4 数值计算 19 3.4.5 确定具体的优化目标函数 21 3.4.6 计算进水流道水力的数学模型 22 3.5流道模型试验结果检验 24 第4章 肘形进水流道的标准化介绍 25 4.1.标准化的定义 25 4.2标准化的作用 25 4.3标准化的形式 26 4.4肘形进水流道标准化的要求 27 4.5肘形进水流道的正问题和反问题 27 4.6肘形进水流道优化问题 28 4.7用流道模型试验方法和三维湍流流动数值模拟方法实现 28 第5章 水流道标准化可行性探讨 30 5.1 肘形进水流道标准化的条件 30 5.1.1 肘形进水流道控制尺寸的统计结果 30 5.1.2 肘形进水流道控制尺寸的取值范围 31 5.2肘形进水流道优化水力设计及要求 31 5.3肘形进水流道优化水力设计的研究成果 32 5.4拟标准化肘形进水流道的系列划分 33 第6章 结论与展望 34 6.1 全文总结 34 6.2展望 35 参考文献 36 |
