泵装置试验与进水流道数值模拟研究

论文摘要

水泵装置的研究主要有整体模型试验和分解模型试验两种方法。前一种主要是为了获得水泵装置的整体性能指标，不便对水泵装置各部分性能分别进行测试和研究改进，本文采用了分解模型试验的方法对进水流道进行研究。由于泵装置是由泵段和进、出水流道组合而成的整体，泵装置效率应是反映泵效率与相应的流道效率的综合指标，水力性能优良的泵装置应由水力性能优异的水泵和设计合理、流态优良的进、出水流道组成。分解模型试验方法可分别地获取水泵装置各组成部分的性能，有利于泵装置各部分水力性能的比较和优化，进而使得水泵装置性能达到最优。 本文先对某泵站泵装置进行了物理模型能量测试，得出了模型水泵装置综合性能曲线，为进一步了解进水流道内的流态情况，开展了泵站进水流道内水流运动数值模拟试验。本文实现了泵站肘形进水流道和簸萁形进水流道的三维流场数值模拟，并在此基础上对这两种方案进行了对比。通过一定的优化目标对两方案的数值计算结果和模型试验结果进行分析和比较，选出最佳。 本文中针对泵站进水流道研究所提出的数值计算方法、选择设计方案具有普遍性，并大大地降低泵站模型试验的成本。可供其他大型泵站进水流道选择方案时时借鉴。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 我国泵站工程发展概况
• 1.2 泵装置试验研究进展
• 1.2.1 解决的主要问题
• 1.2.2 存在的主要缺陷
• 1.3 泵站进水流道水力特性研究进展
• 1.3.1 进水流道的演化
• 1.3.2 常用进水流道的特性
• 1.3.3 进水流道研究进展
• 1.4 本文研究的主要内容
• 1.4.1 水泵装置性能试验研究
• 1.4.2 进水流道数值模拟
• 第二章 泵装置试验研究
• 2.1 工程概况及试验内容
• 2.1.1 工程概况
• 2.1.2 试验内容
• 2.2 试验装置及量测技术
• 2.2.1 试验装置
• 2.2.2 测试方法
• 2.3 试验结果及分析
• 第三章 CFD应用研究
• 3.1 CFD的发展概况
• 3.1.1 CFD计算方法简介
• 3.1.2 CFD在泵站工程领域的应用概况
• 3.2 常用 CFD软件简介
• 3.3 FLUENT软件应用研究
• 3.3.1 FLUENT程序可以求解的问题
• 3.3.2 FLUENT程序求解问题的步骤
• 3.3.3 关于FLUENT求解器的说明
• 3.3.4 FLUENT求解方法的选择
• 3.3.5 边界条件的确定
• 第四章 进水流道数值模拟研究
• 4.1 数学模型的建立
• 4.1.1 控制方程
• 4.1.2 边界条件
• 4.1.3 方程组的离散
• 4.2 肘形进水流道的数值模拟
• 4.3 簸箕形进水流道的数值模拟
• 4.4 数值模拟结果的分析
• 4.4.1 比较标准
• 4.4.2 比较
• 4.4.3 结论
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢