大扩散角泵站前池底坎整流效果研究

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引水渠和进水池间的衔接段称作泵站的进水前池,前池的作用是将引水明渠的水流均匀平顺地输送进进水池,为水泵提供良好的吸水条件。前池一般分为正向和侧向进水前池两种类型。前池设计不当容易引起不良流态,前池内的不良流态对进水池内水流的流态有严重的影响,导致水泵的能量性能下降,甚至会导致水泵发生汽蚀和振动,并且回流会导致前池内局部的淤积,淤积不仅会影响进水池内的流态和水泵的正常工作,还会导致泵装置的效率降低。因此,采取一定的措施改善泵站前池的流态对泵站的运行和管理具有重要的意义。  改善前池的流态一般可以采用的以下的措施:延长前池的长度,在前池加设隔墩,减少前池的扩散角;加设导流墩、导流板、导流栅等导流的措施;设置底坎、立柱、压水板等整流措施。在前池中采用底坎的整流方法具有结构简单、施工方便、整流效果好、水力损失小等优点,便于在泵站中推广使用。  本文以某大扩散角进水泵站为原型,设计了一套小型实验装置。对不同位置和不同高度的底坎进行了数值模拟计算,并对底层、面层的流态图和进水池进口断面的流速分布均匀度进行了比较,选出最优方案。为了较全面地研究底坎的位置、高度和顶宽、断面形状等因素对底坎整流效果的影响,比选出10种方案,来进行数值模拟与模型试验的对比分析。  最后,对模型试验与数值模拟的结果进行分析和比较,综合各方案的底层、面层的流态以及各断面的流速分布均匀度的测试结果,得到如下结论:梯形断面的底坎可以削弱引渠所携带的余能,对前池的流态改善效果显著;底坎的位置对前池流态影响较大,过于靠近或者远离底坎都会导致前池流态紊乱,进水流态恶化,将底坎设在距进水池1.37B处,能明显的改善前池的流态,水流能比较均匀的流进各机组;坎高在底坎处水深的0.35倍时,前池的流态较好;底坎的顶宽尺寸对前池流态的影响较小。建议用底坎整流时,采用梯形底坎,高度设置为底坎处水深的0.35倍,位置设置在距进水池1.37B处。
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