[發明專利]一種前置型臥式泵裝置出水流道及應用方法

有效

• 申請號: 201610046683.3
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105485053B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 陸林廣;徐磊;陸偉剛;練遠洋;施克鑫;洪飛
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: F04D29/40
• 分類號: F04D29/40
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙)32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本發明屬于水利工程泵站技術領域，具體涉及一種水力性能優異的前置型臥式泵裝置出水流道及應用方法，適用于指導工程技術人員設計高性能大流量泵站前置豎井式貫流泵裝置、前置燈泡式貫流泵裝置、前置電機臥式軸伸泵裝置和前置臥式潛水泵裝置的出水流道。

背景技術

大型低揚程泵站廣泛應用于水資源配置、農業排灌、水環境治理和城市排澇等許多重要領域。設計揚程在3m以下的大流量泵站較多地采用了水力性能好的臥式泵裝置。臥式泵裝置分為前置型和后置型兩種基本型式，每種基本型式又包括燈泡式、豎井式、軸伸式和潛水泵式等多種型式。雖然不同型式的前置型臥式泵裝置的進水流道各具特點、差別很大，需根據各種型式的不同特點對進水流道進行專門的設計，但它們的出水流道實際上具有基本相同的條件和要求，可以進行統一的優化水力設計和采用相同的應用方法，以便進一步提高出水流道的水力性能并為實現標準化設計奠定基礎。

發明內容

本發明的目的就是針對上述問題，提供了一種水力性能優異的前置型臥式泵裝置出水流道及應用方法。本發明的特征是：所提供的出水流道三維形體過流面通過基于CFD的優化水力設計研究方法得到；所述出水流道由進口圓臺段、曲線過渡段和出口上升段組成，曲線過渡段的斷面形狀由進口的圓形漸變為出口的矩形；提供含曲線過渡段斷面位置的所述出水流道立面示意圖、平面示意圖和斷面尺寸數據表；所述出水流道過流面的各幾何尺寸均用以水泵葉輪直徑D₀為基準的相對值表示，將相對值乘以泵站擬采用的水泵葉輪直徑D₀即可得該泵站出水流道實際需要的尺寸；所述出水流道主要幾何參數可在一定范圍內進行調整，以適應不同泵站具有不同的流量、揚程及出水池水位的實際情況。應用本發明得到的前置型臥式泵裝置出水流道水流轉向有序、擴散平緩、流道水頭損失小，對于確保大流量泵站安全、穩定和高效運行具有重要意義。

為實現本發明的目的，采用如下技術方案：

1.一種水力性能優異的前置型臥式泵裝置出水流道，該出水流道采用基于CFD的優化水力設計研究方法得到，經測試證明其水力性能優異，設計流量時的水頭損失小于0.20m，已在大流量泵站得到成功應用；

所述出水流道包括依次設置的進口圓臺段、曲線過渡段和出口上升段；曲線過渡段的斷面形狀由進口斷面的圓形漸變為出口斷面的矩形；出口上升段內設有中隔墩；

所述出水流道各幾何尺寸均用以水泵葉輪直徑D₀為基準的相對值表示；

所述進口圓臺段的長度L_圓臺段＝0.704D₀，進口斷面直徑D_{圓臺段進口}＝1.052D₀，出口斷面直徑D_{圓臺段出口}＝1.166D₀；

所述曲線過渡段的長度L_過渡段＝1.970D₀，出口斷面寬度B_{過渡段出口}＝1.646D₀，出口斷面高度H_{過渡段出口}＝1.333D₀；提供含曲線過渡段斷面位置的所述出水流道立面示意圖、平面示意圖和斷面尺寸數據表；斷面尺寸包括各斷面的立面上邊線坐標(X_1i，Y_1i)、立面下邊線坐標(X_2i，Y_2i)、斷面高度H_wi、斷面寬度B_wi和過渡圓半徑R_wi，各斷面編號i及數據列于表1；

表1出水流道曲線過渡段斷面尺寸數據表

所述出口上升段的長度L_上升段＝2.573D₀，底邊傾角β＝5°，出口斷面寬度B_{上升段出口}＝2.273D₀，出口斷面高度H_{上升段出口}＝1.582D₀；所述中隔墩的長度L_隔墩＝2.573D₀，寬度B_隔墩＝0.8m，頭部圓弧半徑R_隔墩頭部＝0.4m，尾部圓弧半徑R_隔墩尾部＝0.4m。

2.一種水力性能優異的前置型臥式泵裝置出水流道的應用方法，包括以下步驟：

(1)所述出水流道包括進口圓臺段、曲線過渡段和出口上升段；曲線過渡段的斷面形狀由進口斷面的圓形漸變為出口斷面的矩形；出口上升段內設有中隔墩；