竖井与轴伸贯流泵装置水力特性比较.pdf

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1、第32卷第13期242016年7月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．32No．13Jul．2016竖井与轴伸贯流泵装置水力特性比较谢荣盛，汤方平※，刘超，杨帆，石丽建，谢传流(扬州大学水利与能源动力工程学院，扬州225100)摘要：为比较竖井与轴伸贯流泵装置的水力特性，借助大型商用CFD软件在水泵水力模型、导叶以及流道总长度保持不变的情况下，对竖井和轴伸贯流泵装置进行了数值仿真模拟计算，并对竖井式贯流泵装置外特性进行了试验验证，

2、试验结果表明设计工况点扬程和效率的模拟结果和试验误差在1％以内，非设计工况误差偏大。计算结果表明：进水流道水力损失较小但是能够影响着水泵性能的发挥，竖井与轴伸进水流道出口的面积加权均匀度分别为92．8％、95．2％，1．25倍设计流量工况下，叶轮的效率在竖井内比在轴伸贯流泵装置内效率最多低1．3％。出水流道的水力损失较大并影响着泵装置的性能曲线，轴伸与竖井出水流道水力损失最大值出现在0．59倍设计流量工况点，此时轴伸出水流道内水力损失值为0．459m，竖井直管出水流道内水力损失值为0．741m，轴伸贯流泵装置效率比竖井高了3

3、．5％。算例中扬程以1．27m为分界线，扬程低时竖井贯流泵装置整体性能较好，扬程高时轴伸贯流泵装置性能较好。该研究可为低扬程泵站的选型提供参考。关键词：泵；计算机仿真；水力特性；贯流泵；水力损失doi：10．119750．issn．1002—6819．2016．13．004中图分类号：TVl31；TH3文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)一13—0024—07谢荣盛，汤方平，刘超，杨帆，石丽建，谢传流．竖井与轴伸贯流泵装置水力特性比较【J】．农业工程学报，2016，32(13)：24-30．doi：10．1

4、1975／j．issn．1002-6819．2016．13．004http：／／www．tcsae．orgXieRongsheng，TangFangping，LiuChao，YangFan，ShiLijian，XieChuanliu．Comparisonofhydraulicperformancebetweenverticalshaftandshaftextensiontubularpumpingsystem[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineerin

5、g(TransactionsoftheCSAE)，2016，32(13)：24—30．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．119750．issn．1002-6819．2016．13．004http：／／www．tcsae．org0引言贯流泵装置从贯流式水轮机发展而来【l】，因其进出水流道顺直结构简单，一方面能为叶轮进口提供良好的人流条件，另一方面水力损失较低，水力性能较好，在低扬程大型泵站工程中逐渐应用起来，如荷兰的爱莫顿排水泵站，日本的新川河口排水泵站等大型低扬程泵站121，美国在多年

6、的泵站设计与建设中形成了国家标准【3】。目前的国外研究主要集中在叶轮的压力脉动，以及叶轮动静干涉，气蚀，失速等方面【4_q，而对于泵装置的整体性能研究较少。中国的贯流泵装置发展较晚，随着中国对水利基础建设的大力支持和城市防洪排涝标准的不断提高，对贯流泵装置的不懈努力和研究，贯流泵装置本身也越来越完善，在工程中的应用逐渐普及起来。张仁田等p11盼析了不同结构型式贯流式水泵的结构特点、水力性能和经济收稿日期：2015—09—30修订13期：2016—03—10基金项目：国家自然科学基金项目(51376155)；江苏高校优势学科建

7、设工程资助项目(PAPD)；江苏省自然科学基金资助项目(BK20150457)；扬州市扬州大学研究生科研创新项目资助(KYLX1346)作者简介：谢荣盛。男，湖北荆州人，博士生。主要研究方向为泵及泵装置的优化研究。扬州扬州大学水利与能源动力工程学院．225009。Email：xrszilan21@163．conl※通信作者：汤方平，教授，男，浙江金华人，教授，博士生导师，研究方向为流体机械设计、复杂工程系统科学优化设计和泵站自动化等。扬州扬州大学水利与能源动力工程学院，225009。Email：tangfp@yzu．edu．

8、cn指标；扬州大学与江苏大学相关学者It2一叼指出了流道水力损失对低扬程泵站的关键性影响作用，分析了人口流态对轴流泵性能的影响；陈松山等117—19]对贯流泵装置的进出水流道的流态及水力性能进行了分析；陆林广等[20-221对贯流泵装置进行了水力性能优化；刘超等123-M]开发出高性能的竖