一体化预制泵站内部复杂流动模拟与分析

发布时间：2020-05-23 12:26

【摘要】：一体化预制泵站是一种新型的泵站,体积小,制造及安装成本低,维护方便,已在市政工程项目中得到了广泛应用,并且取得了较好的效果。从目前在一体化预制泵站方面开展的研究工作来看,偏重于工程应用,对于泵站内部流动机理的认识尚不足。本研究针对这一现状开展了一体化预制泵站内部流动的研究。根据应用的场合不同,本研究分别在小流量和大流量两种流量工况下对一体化预制泵站进行了水力设计。在小流量工况条件下,采用单筒体结构方案;在大流量工况条件下,创新性地采用了多筒体并联预制泵站,在多筒体并联方案中尝试采用顺序并联与对称并联两种方案。在设计得到的泵站模型的基础上,构建了流动计算区域,进行了网格划分与流动控制方程离散,对泵站流道内的流动进行了数值模拟,并对结果进行了对比分析。本研究获得的主要结论如下:(1)对于小流量单筒体预制泵站,在多泵同时运行时,各泵流量基本一致,不存在泵间相互干扰现象;在不同数量的泵运行时,泵流道内的静压强分布不存在明显差异,但多泵同时运行时,各泵吸入口处的压强和速度分布与单泵运行时存在明显差异。三泵同时运行时,筒体内的流动参数分布尤其不均匀,三维流动结构明显。(2)在顺序并联与对称并联方案中,各筒体都遵循相同的流量分配规律,即筒体距泵站总进口管越远,筒体所分得的流量越大。相对于对称并联方案,顺序并联方案中同一筒体中两台泵之间流量和效率的差距更大。相对于顺序并联方案,对称并联方案中同一筒体内的两台泵之间的相互干扰较轻,泵之间的工作状态更为接近。(3)在两种并联方案中,筒体的进口流速较高,其中顺序并联方案中介质入流速度更高。两种并联方案中,筒体底部流动均存在强弱侧之分,而对称并联方案中筒体底部的流动参数分布更不均匀。两种并联方案中筒体底部中心区域的流速值均在0.3m/s以上,筒体底部均不易产生沉积现象。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV675;TV136.2

【参考文献】