江都泵站泵装置鱼类通过性计算与分析

发布时间：2017-06-10 21:16

  本文关键词：江都泵站泵装置鱼类通过性计算与分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：江都泵站作为南水北调东线工程源头泵站,对地区灌溉、排涝、发电起着至关重要的作用。泵站建设在满足工程抽水需求的同时也十分注重生态保护,设置了专门的鱼道,便于鱼类通行。但未研究过泵装置内鱼的通过性。本文基于叶片撞击模型计算分析江都泵站泵装置鱼类通过性,同时基于CFD技术分析了江都三站泵装置内部流态对鱼通过性的影响。在国内外实验鱼种范围内,分析表明：除了鳗鱼其余鱼种实测的死亡率都较好的符合叶片撞击模型。基于叶片撞击模型理论计算分析江都泵站泵装置鱼类通过性,计算分析表明：1.江都泵站泵装置鱼的损伤死亡以叶片撞击为主,转轮的切割是过泵鱼损伤死亡的主要原因,导叶对鱼的损伤很小;2.在运行流量范围内,江都第四泵站鱼类通过性最高,其次为一二站,通过性最低的是三站。在设计工况点,50mm长的鱼过四站的死亡率为9.5%,比一二站低4.8个百分点,比三站低6.7个百分点；3.同效率或同样满足需要扬程的工况点,叶片安装角度越大,鱼的死亡率越低。一二站鱼类通过性最高的叶片安装角为+6。、三四站为+4。；4.不同鱼长通过性影响：运行流量范围内,过一二站小于25mm的鱼、三站小于35mm的鱼、四站小于43mm的鱼的死亡率为切割概率和撞击概率的乘积;过一二站25mm～555mm长的鱼、三站35mm～413mm的鱼、四站43mm～745mm的鱼的死亡率为叶片撞击概率,且鱼的死亡率与鱼长成线性关系,不同鱼长的死亡率与己测鱼的死亡率比值为它们的长度比值；过一二站长于555mm的鱼、过三站长于413mm的鱼、过四站长于745mm的鱼的死亡率为100%。本文利用UG软件对三站泵装置整体三维建模,用ANSYS CFX进行数值计算分析了泵装置内部流态对过泵鱼的影响：装置内因剪切应变率损伤的区域主要集中在液体与叶轮室、叶轮的交界面处,区域小且呈薄薄的面型,几乎不会对鱼造成损伤；装置内压力波动最明显的叶轮段对鱼损伤区域因鱼的种类而不同,闭膘鱼相对通膘鱼损伤区域较大,但是整体的区域小,鱼通过该区域时间极短,损伤小。
【关键词】：鱼类通过性 泵装置 叶片撞击模型 CFD数值分析
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S956;TV675
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 符号说明7-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 泵站鱼类通过性研究发展现状及趋势11-13
• 1.2.1 国内外研究现状11-13
• 1.2.2 发展趋势13
• 1.3 本文研究内容及目的13-14
• 第二章 鱼类通过性计算分析理论依据14-25
• 2.1 鱼类损伤的生物标准14-19
• 2.1.1 鱼类损伤标准的必要性14
• 2.1.2 鱼类损伤标准探索14-19
• 2.2 叶片撞击理论分析19-23
• 2.2.1 叶片撞击模型理论19-22
• 2.2.2 叶片撞击模型理论分析22-23
• 2.3 其余鱼类生物损伤标准探索23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 水泵鱼类通过性分析25-46
• 3.1 江都一二站叶轮段鱼类通过性计算25-29
• 3.1.1 一、二站工程概况25-26
• 3.1.2 一、二站不同叶片安装角度鱼类通过性计算分析26-29
• 3.2 江都三站叶轮段鱼类通过性计算29-32
• 3.2.1 三站工程概况29
• 3.2.2 三站不同叶片安装角度鱼类通过性计算分析29-32
• 3.3 江都四站叶轮段鱼类通过性计算与分析32-36
• 3.3.1 江都四站工程概况32-33
• 3.3.2 四站不同叶片安装角度鱼类通过性计算分析33-36
• 3.4 江都泵站导叶对鱼损伤分析36-40
• 3.4.1 导叶鱼类通过性分析方法36
• 3.4.2 假设无限小间隙导叶鱼类通过性分析36-40
• 3.4.3 实际导叶鱼类通过性分析与讨论40
• 3.5 江都泵站水泵鱼类通过性比较分析40-41
• 3.6 不同转速鱼类通过性预测41-44
• 3.7 本章小结44-46
• 第四章 泵装置内部流态对鱼类通过性的影响46-56
• 4.1 轴流泵装置三维实体建模及数值模拟46-51
• 4.1.1 装置参数及三位实体建模46-47
• 4.1.2 网格的生成47-49
• 4.1.3 边界条件49-50
• 4.1.4 交接面设置50
• 4.1.5 计算参数50-51
• 4.2 数值模拟结果分析51-55
• 4.2.1 过泵鱼剪切应变率损伤分析51-53
• 4.2.2 过泵鱼压力波动损伤分析53-55
• 4.3 本章小结55-56
• 第五章 结论与展望56-58
• 5.1 结论56-57
• 5.2 展望57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-64

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