箱涵式轴流泵装置进出水流道优化设计

论文摘要

基于RNG k-ε紊流模型和雷诺时均N-S方程,运用CFD商用大型软件对箱涵式进出水流道立式轴流泵装置进行了三维流动仿真计算及水力特性的优化设计。通过先部分后整体的方法先独自对箱涵式进水流道进行优化计算,而后在整体泵装置上对箱涵式出水流道进行优化计算。进水流道的优化以出口断面流速均匀度和水力损失为目标函数,出水流道的优化则以泵装置效率和水力损失为目标函数。通过数值计算得出,优化后箱涵式进水流道的水力损失由7.52 cm降低到3.49 cm,进水流道出口流速均匀度由42.41%提高到89.11%,进水流道的悬空高度H和进水喇叭管与叶轮间的连接角度α对进水流道水力特性的影响显著,设计时应该重点考虑。箱涵式出水流道的水力损失由87.15 cm降低到76.37 cm,出水流道的设计应重点关注导流墩与出水喇叭管的半径差Δr和出水导流墩的半径R,合适的出水导流墩半径在0.75倍导叶出口直径左右。泵装置模型试验在叶片安放角-4°时,设计工况下泵装置效率达到75.0%,泵装置最高效率为75.67%,高效区运行范围较宽;对比数值计算和模型试验的结果可以发现误差最大处低于5%,整体性能曲线的趋势相对良好,说明数值模拟对于泵装置的优化是合理的,对于实际工程具有指导意义。

论文目录

• 0 引言
• 1 泵装置数值模拟
•   1.1 计算模型
•   1.2 控制方程与边界条件设置
• 2 计算公式
•   2.1 进出水流道水力损失计算
•   2.2 进水流道出口断面轴向流速分布均匀度计算
•   2.3 泵装置性能预测
• 3 进水流道优化设计
• 4 出水流道优化设计
• 5 泵装置模型试验
• 6 结语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王朝飞,汤方平,石丽建,谢传流,刘海宇,吴晨辉,焦海峰

关键词: 箱涵式进出水流道,立式轴流泵装置,数值模拟,水力损失,模型试验

来源: 中国农村水利水电 2019年07期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅱ辑

专业: 水利水电工程

单位: 扬州大学水利与能源动力工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(51376155),江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD),江苏省水利科技项目(2017031),扬州市科技计划项目(YZ2018103)

分类号: TV675

页码: 182-188

总页数: 7

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