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      摹擬運算新型泵站肘狀出水通途多維流體
      [ 來自:不詳  閱讀:   時間:2012.03.20 ]
      水泵的進水條件(1)軸向流速分布均勻度η是檢驗肘形進水流道出口水流條件的一個技術指標。η值越接近100%,水泵的進水條件越好。   η=1-1Va<∑ni=1(Vai-Va)2/n>×100%(7)式中:Va為出口斷面上平均軸向流速,m/s;Vai為出口斷面計算單元的軸向流速,m/s;n為出口斷面上計算單元數。  ?。?)出口水流偏流角θ由于有切向流速的存在,肘形進水流道出口斷面上的水流不可能完全垂直于流道出口斷面,即實際出口水流與水泵軸線之間有一個夾角θ,稱之為偏流角,是
      水泵的進水條件(1)軸向流速分布均勻度η是檢驗肘形進水流道出口水流條件的一個技術指標。η值越接近100%,水泵的進水條件越好。

        η=1-1Va<∑ni=1(Vai-Va)2/n>×100%(7)式中:Va為出口斷面上平均軸向流速,m/s;Vai為出口斷面計算單元的軸向流速,m/s;n為出口斷面上計算單元數。

       ?。?)出口水流偏流角θ由于有切向流速的存在,肘形進水流道出口斷面上的水流不可能完全垂直于流道出口斷面,即實際出口水流與水泵軸線之間有一個夾角θ,稱之為偏流角,是評價流道水力設計優劣的另一個技術指標。在流道出口斷面E-E上,各點的軸向流速和切向流速都不相等,因此,偏流角有最大、最小和平均偏流角之分。偏流角越小,越符合水泵的設計進水條件,水泵的能量性能和汽蝕性能越能得到正常發揮。按式(8)進行計算,可求得速度加權平均的出口水流偏流角θ:θ=∑ni=1Vai(90°-tg-1VtiVai)/∑ni=1Vai(8)式中:Vti為出口斷面計算單元的切向速度,m/s;其余符號意義同前。

        流道的水力損失流道的水力損失直接關系到水泵裝置效率和泵站工程的經濟效益,是評價肘形進水流道的一個重要經濟指標。在給定肘形進水流道主要設計尺寸的前提下,通過參數優化和型線調整,可以減少流道的水力損失,降低泵站的運行成本。

        為了便于同一水泵裝置不同進水流道設計方案之間以及不同泵站不同進水流道形式之間水力損失的比較,本文給出了流道水力損失系數ξ進和流道阻力系數S進2種表達形式,計算公式為:ξ進=Δh進/(V2出2g)(9)S進=Δh進/Q2設(10)式中,Δh進為肘形進水流道的水頭損失,m;V出為流道出口軸向平均流速,m/s;Q設為水泵裝置設計流量。

        結語(1)通過肘形進水流道三維紊流仿真計算,分析內部流態,研究水泵的進水條件和計算流道的水頭損失,可全面預測肘形進水流道的水力特性。(2)把肘形進水流道內部流態分析、水泵進水條件和水頭損失3者結合起來,定性和定量研究大型泵站肘形進水流道的水力特性,方便不同設計方案和不同流道形式之間的比較。(3)在仿真計算和水力特性預測結果的基礎上,指導水力設計優化,可大幅度縮短物理模型試驗周期和節省模型試驗費用。

      本文對某肘形進水流道在設計流量下的內部流動進行了仿真計算,以下是對計算結果的分析和研究。肘形進水流道內部流態分析圖1為該肘形進水流道典型斷面的位置圖。肘形進水流道的進口直段的水流處于逐步收縮狀態,過流面積沿流向逐步縮小,流速逐步加快,流態較平順。

        肘形進水流道的彎曲段和出口段斷面之間有一個圓錐段,起銜接和整流作用。在圓錐段,流道內外側的流速差異在逐漸縮小,出口斷面E-E上的速度分布也得到改善。

        肘形進水流道水力特性分析肘形進水流道水力特性包括氟塑料磁力泵進水條件和流道水力損失2部分。進水流道的出口即為水泵的進口,為水泵提供良好的進水條件,是肘形進水流道水力設計的主要目標。在可能的情況下,應力求減少流道的水力損失,并滿足水工和建筑結構設計等方面的要求。

       

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