雙向對稱葉輪豎井貫流式泵裝置內流動數值模擬.pdf

1、雙向豎井貫流式泵裝置是一種新型的低揚程泵站結構形式，由進出水池、進出水流道、安裝電機的豎井以及貫流泵機組組成。該泵裝置將引水與排水相結合，具有泵裝置效率較高，進、出水流道順直，水力損失小，機組結構簡單緊湊，開挖深度及平面尺寸小，工程投資省，便于管理、維護，便于實現(xiàn)雙向抽水等特點。特別適合應用于南水北調工程中的中、小型泵站。
　　 目前，針對雙向對稱葉輪豎井貫流式泵裝置的數值模擬研究比較少見。雙向豎井貫流式泵裝置的各個組成部分是一

2、個有機整體，彼此相互作用，雙向葉輪具有相同的正、反向性能，因此采用雙向葉輪方式來實現(xiàn)雙向抽水功能。本文主要研究雙向豎井貫流式泵站的雙向性能，通過對裝置模型的數值模擬，探討葉輪葉片安放角度、短直平板導葉布置型式對泵裝置雙向運行水力性能的影響，因此，有必要對整個水泵裝置內部的流場進行分析研究，以減小水力損失為目的，增強泵裝置的水力性能，提高水泵裝置的效率。
　　 CFD(Computational Fluid Dynamics)技術

3、，即計算流體力學技術，隨著計算機性能的提高和數值計算方法的改進，CFD技術得到了飛速的發(fā)展。作為目前功能最全面，適用性最廣的CFD軟件之一的Fluent軟件在水利工程中的應用正逐步展開。本文運用Fluent軟件對雙向對稱葉輪豎井貫流式泵裝置內部流場進行了數值模擬，分析泵裝置內部的水流流態(tài)，以及流道內過流部件對流態(tài)的影響，進而提出對泵裝置內部過流部件如進、出水流道、葉輪葉片安放角度、支撐布置型式等的優(yōu)化方案，預測水泵的性能，進而減少泵裝置

4、的水力損失，這對提高泵站效率具有重要的理論意義與實際價值。
　　 本文以某雙向對稱葉輪豎井貫流式泵裝置為基礎進行數值計算，用Gambit軟件建立三維模型和非結構化網格剖分計算區(qū)域。采用三維雷諾平均N-S方程和標準k-ε紊流模型，使用有限體積法建立離散方程，對雙向對稱葉輪豎井貫流泵包括進出、水流道裝置內部的流動進行三維紊流數值計算，性能預測。較好的模擬出流復雜的流動形態(tài)，進而提出改進泵裝置結構的方法，優(yōu)化泵裝置的水力性能，提高泵裝