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基于CFD流动分析的泵站肘形进水流道水力特性研究

成立  刘超  薛坚  周济人  汤方平  
【摘要】:肘形进水流道是在大型泵站中最常用的流道形式,它与喇叭管进水流道相比具有水力损失小和宽度较小的优点.本文基于质量加权平均的流速均匀度优化目标函数和重整化群湍流模型,应用SIMPLEC算法,计算了泵站肘形进水流道内定常流动.基于FLUENT软件的CFD(computatical fluid dynam ics)流动计算,获得了肘形进水流道内部三维流动规律:其内部水流为逐步收缩的运动,分为水平收缩段、肘形弯管段和垂直调整段3个阶段.通过分析肘形流道各个断面的轴向流速分布,提出了新的叶轮名义高度的取值范围,并给出了流道主要控制参数的取值范围.计算流场与实验结果进行了比较,两者较为吻合,这表明采用计算模型和方法是可靠的.提出了新的优化设计思路,即先按照控制主要参数尺寸进行流道轮廓线进行设计,然后设计进水流道的各过渡断面,按照各断面平均流速光滑变化进行控制,最后通过CFD技术进行流场细节分析和水力优化.这将大大减少水力优化设计的工作量和难度.

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