雙吸離心泵站水力穩(wěn)定性研究.pdf

1、雙吸離心泵作為離心泵的一種重要形式，因具有流量人、揚程高的特點，在調水工程等重要場合得到廣泛應用。雙吸泵內部湍流的壓力脈動會引起機組的振動和噪聲，進一步將導致泵站系統(tǒng)的管路和元件損壞：泵站進水池往往存在不良流態(tài)并伴隨著漩渦，導致水泵進口處流態(tài)惡化，從而引發(fā)機組汽蝕或效率下降，嚴重時導致泵站不能正常運行；泵站管路系統(tǒng)的水力損失計算對于泵站的設計及運行具有重要意義，若管路系統(tǒng)水力損失計算偏差較大，將導致水泵機組在偏離設計流量下工作。本文針對

2、雙吸離心泵站存在的上述問題，采用數(shù)值方法進行了深入研究。 對于雙吸離心泵在不同工況及不同隔舌間隙下的內部流場，采用大渦模擬方法進行了非定常數(shù)值模擬，并在此基礎上預測了泵的外特性，預測得到的效率值與試驗結果之間相對誤差不超過3％。計算得到的內特性信息顯示雙吸離心泵內部流場呈現(xiàn)強烈的非定常特性，隔舌區(qū)的壓力脈動頻率以葉片的通過頻率為主，而葉片區(qū)的壓力脈動頻率則是以葉輪轉頻為主，泵內壓力脈動幅值隨著偏離設計工況程度的增加而顯著增加；在

3、0.62、0.8和1.2倍設計流量工況下，隔舌處的壓力脈動幅值分別比設計工況大219％、105％和205％；設計工況不同隔舌間隙下，隔舌區(qū)壓力脈動幅值在1倍葉片通過頻率處的變化不明顯，但是在2倍葉片通過頻率處隨著隔舌間隙增大，壓力脈動最大幅值隨之減小，隔舌間隙在增加大約4％時，2倍葉片通過頻率處的脈動幅值降低了約33％。 采用三種不同的湍流模型模擬了泵站進水池模型內部流態(tài)，并與試驗結果進行漩渦大小、形狀和強度的比較，結果表明，R

4、ealizable k-ε模型的模擬結果與試驗結果最為接近。在此基礎上，對正在建設中的惠南莊泵站進水池流態(tài)進行了數(shù)值模擬，得到了進水池內部流動特征，對進水池內部漩渦的產生及其強度進行了分析，研究表明，隨著水位升高，泵站進水池內的附壁漩渦強度會降低。多臺泵的聯(lián)合運行對于泵站前池及進水池內流態(tài)影響較大。文中設計了三種降低進水池旋渦強度的除渦裝置，并對除渦效果進行了分析，發(fā)現(xiàn)在進水池底部增加圓錐形凸臺，可有效減弱泵站進水池內的漩渦強度。