[發明專利]一種用于低揚程泵站出水流道糾偏消渦方法及其應用

在審

• 申請號: 201811522090.5
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109630466A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 徐磊;顏士開;施偉;劉軍;陸林廣;陸偉剛;金玉杰;王東偉
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: F04D29/40
• 分類號: F04D29/40;F04D29/66
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

1.一種低揚程泵站出水流道糾偏消渦方法，其特征是：所述糾偏消渦方法是基于消減低揚程泵站出水流道進口環量進行出水流道的糾偏消渦；所述糾偏消渦方法具體為：在出水流道進口彎曲段內均勻設置m塊橫向導流板和n塊豎向導流板，橫向導流板和豎向導流板垂直相交；橫向導流板的兩端與出水流道進口彎曲段的左右兩邊壁焊接，豎向導流板的兩端與出水流道進口彎曲段的上下兩邊壁焊接，橫向導流板與豎向導流板相交處焊接；

計算橫向導流板數量m和豎向導流板數量n的方法為：

引入出水流道左、右孔偏流系數λ作為衡量出水流道偏流程度的指標，將流道內的旋渦體積V作為出水流道旋渦大小的考核指標，將流道水頭損失Δh作為出水流道能量性能的考核指標；

所述出水流道左、右孔的偏流系數λ計算式為：

式中，A_左和A_右分別為出水流道左側出水孔和右側出水孔的斷面面積，和分別為通過左側出水孔和右側出水孔水流的平均流速；

計算偏流系數偏差值Δλ＝|λ-1|；Δλ愈大，表明出水流道內的偏流程度愈嚴重；若Δλ＝0，則說明左、右兩孔的出流流量相等；

所述旋渦體積V和流道水頭損失Δh均采用出水流道三維流場數值模擬的方法進行定量計算；

采用數值計算方法對設置導流板的出水流道進行三維流場數值模擬，以偏流系數λ、旋渦體積_V和流道水頭損失Δh為評價指標，計算所需的橫向導流板數量m和豎向導流板數量n。

2.根據權利要求1所述的一種低揚程泵站出水流道糾偏消渦方法，其特征是，所述計算橫向導流板數量m和豎向導流板數量n的方法，具體包括以下步驟：

(1)將擬采用導流板的低揚程泵站出水流道方案記為方案F_i，i＝0，1，2，3，……；其中，無導流板的出水流道方案記為方案F₀；

(2)采用數值計算方法對出水流道方案F_i進行三維流場數值模擬，計算流量為低揚程泵站單泵設計流量，流場計算的進口環量根據水泵導葉體出口環量的檢測結果設置；根據數值模擬結果，計算出水流道方案F_i的偏流系數λ_i、旋渦體積V_i和流道水頭損失Δh_i，計算偏流系數偏差Δλ_i＝|λ_i-1|；

(3)對出水流道方案F_i的偏流和旋渦情況進行判別，當偏流系數偏差Δλ_i小于0.01但出水流道內有旋渦，或偏流系數偏差Δλ_i大于0.01時，轉入第(4)步；當偏流系數偏差Δλ_i小于0.01且出水流道內無旋渦時，轉入第(7)步；

(4)在方案F_i的基礎上增加1塊豎向導流板并均勻布置記為方案F_i+11，在方案F_i的基礎上增加1塊橫向導流板并均勻布置記為方案F_i+12；

(5)計算出水流道方案F_i+11和方案F_i+12的偏流系數λ、旋渦體積V和流道水頭損失Δh，計算偏流系數偏差Δλ；對方案F_i+11和方案F_i+12的指標進行比較，指標的重要程度由高到低依次為偏流系數、旋渦體積、流道水頭損失，選擇偏流系數偏差Δλ小、旋渦體積V小、流道水頭損失Δh小的方案記為方案F_i+1；

(6)在第(5)步的基礎上，令i＝i+1，返回第(2)步；

(7)計算完成，得到所需的橫向導流板數量m和豎向導流板數量n。

3.根據權利要求1所述的一種用于低揚程泵站出水流道糾偏消渦方法，其特征是：若橫向導流板數量m＝0，則在豎向導流板的左、右兩側均勻設置2道順水流方向的加強筋；

若豎向導流板數量n＝0，則橫向導流板的上、下兩側均勻設置2道順水流方向的加強筋。

4.根據權利要求3所述的一種用于低揚程泵站出水流道糾偏消渦方法，其特征是：所述加強筋的斷面形狀為矩形，加強筋厚度為1cm，加強筋高度為5cm，加強筋的頭部為半圓形，加強筋的尾部為流線型。