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破罡湖东站兼具排洪和排涝两个功能。排洪设计流量为68m3/s,设计装机4台套,水泵为2200ZLB18-5.7立式半调节轴流泵；排涝设计流量为30m3/s,设计装机2台套,水泵为2200ZLB 16.8-6.6立式半调节轴流泵；水泵转轮直径都为2000mm,配套电动机均为TL1600-28/2600立式同步电机,单机功率为1600kW。泵站采用肘形进水流道和直管式出水流道。根据破罡湖东站工程的设计情况,分析选择水力模型,选定南水北调天津同台测试TJ19水力模型。针对破罡湖东站选择的水力模型和控制尺寸,通过泵装置模型试验,研究其水力性能,验证水泵在泵站运行范围内能否安全、高效、稳定运行。同时采用CFD仿真计算对泵站进、出水流道进行数值模拟,来辅助预测进、出水流道的水流特性。另外为了进一步提高进水流道的水流条件,本文还对进水流道进行了优化。本文针对TJ19模型,泵装置试验分别进行了五个叶片角度测试：-4。、-2。、0。、+2。、+4。。通过不同叶片角度的测试可以得到不同叶片角度下的动力特性,则模型的综合特性曲线和原型的综合特性曲线可以依据试验特性结果绘制。各叶片角度下的气蚀性能以及临界汽蚀余量的变化曲线可以通过测定不同叶片角度下的汽蚀余量而得到。开启辅助泵,测得不同叶片角度对应水头的飞逸转速,绘出水泵的飞逸特性曲线。利用电容式差压变送器测量脉动压力。根据试验可知,泵装置效率指标能达到较高的水平,不存在汽蚀危害,飞逸特性满足规范要求,脉动压力也在安全范围内。本文采用三维紊流数值计算软件FLUENT,对破罡湖东站的进、出水流道内的流动分布进行模拟分析,此次数值计算主要涉及的控制方程有：湍流瞬时控制方程、湍流时均控制方程、紊动能κ方程、紊动能耗散率ε方程。进、出水流道主要采用三个性能指标进行评价：流道出口水流偏流角θ、轴向流速分布均匀度η、流道阻力系数S。数值模拟分析结果显示肘形进水流道的水流转向有序、收缩均匀,无脱流等不良流态,直管式出水流道满足水流转向有序、扩散平缓的水力设计要求。为进一步提升水泵的进水条件,对进水流道共采取了4种优化方案,优化后的进水流道水力性能指标得到进一步的改善。本文通过模型试验与数值计算相结合的研究方法,为破罡湖东站工程的建设提供了重要的依据。也为今后类似的泵站工程建设提供了较好的参考。