無錫市九里河水利樞紐泵站進(jìn)出水流道優(yōu)化研究.pdf

1、九里河泵站是無錫市城市防洪除澇工程之一，泵站為特低揚(yáng)程泵站，安裝葉輪直徑2.2m的2200ZLB15-2型立式軸流泵3臺(tái)套，總流量45m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程分別為1.48m和1.42m。泵站采用平面蝸殼(鐘形)進(jìn)水流道，箱涵式出水流道，結(jié)構(gòu)新穎。 國內(nèi)的大型低揚(yáng)程泵站中，肘形進(jìn)水流道加虹吸式出水流道是比較傳統(tǒng)的組合形式，后來鐘形進(jìn)水流道加直管式出水流道的組合逐漸流行起來。但鐘形進(jìn)水流道加箱涵式出水流道的做法還很少見，其中有大量內(nèi)容值

2、得研究。 本文的研究分為兩大部分，鐘形進(jìn)水流道中選取了對(duì)工程造價(jià)影響明顯且爭論較大的流道高度(喇叭管懸空高度)作為研究對(duì)象；箱涵式出水流道中選擇了經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)很少的喇叭管高度(喇叭管懸空高度)及后壁距離、后壁形狀作為研究內(nèi)容。文中分別設(shè)計(jì)了多種方案的水工物理模型和數(shù)值模型。通過深入研究，嘗試揭開相關(guān)因素對(duì)流道性能的影響規(guī)律。 目前科學(xué)研究的三大方法分別是：理論分析、實(shí)驗(yàn)測量和數(shù)值模擬。理論分析的優(yōu)點(diǎn)在于所得結(jié)果具有普遍性，各

3、種影響因素脈絡(luò)清晰，是指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值計(jì)算的理論基礎(chǔ)，但大多數(shù)情況下很難得到解析解。實(shí)驗(yàn)測量得到的結(jié)果真實(shí)可靠，它是理論分析和數(shù)值方法的基礎(chǔ)和驗(yàn)證手段，但受種種條件制約，有時(shí)很難開展所需的實(shí)驗(yàn)。數(shù)值模擬克服了前面兩種方法的缺點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的計(jì)算，就好像做一次物理實(shí)驗(yàn)。并可得到完整的數(shù)據(jù)，但它的實(shí)現(xiàn)需要理論支持，真實(shí)性需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 本論文將實(shí)驗(yàn)測量和數(shù)值模擬相結(jié)合，兩者數(shù)據(jù)相互驗(yàn)證，試圖從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

4、 本文中進(jìn)水流道共做了4個(gè)水工模型實(shí)驗(yàn)方案和6個(gè)數(shù)值模擬方案；出水流道做了12個(gè)水工模型實(shí)驗(yàn)方案及數(shù)值模擬方案。水工實(shí)驗(yàn)中按相似原理分別制作了進(jìn)出水流道物理模型，實(shí)測了流道的水力損失和部分流態(tài)數(shù)據(jù)。數(shù)值模擬中選用了工程實(shí)踐中最常見的雷諾時(shí)均N-S方程和標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模擬湍流運(yùn)動(dòng)、應(yīng)用有限體積法離散控制方程、SIMPLEC算法求解方程組的方法，最終得到各種方案的模擬計(jì)算結(jié)果。 試驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果表明，鐘形進(jìn)水流道的高度(喇叭管懸