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摘要:文中介绍了泵站侧向进水前池布置的几种形式,分析了侧向进水前池的流动状况和基本特性,提出了改善前池流态的一些措施与方法,并分析了其中机理。这些成果对我国的各种泵站的投资,节能,经济运行有着借鉴意义。
关键词:前池 侧向进水;不良流态;改善
1.前言:
在实际工程运行情况下,在进水池和引水渠之间通常会设置一个连接段,这就是前池。作用是为了平顺地扩散水流,为水泵创造良好的进水条件,与此同时还具有调节池内水位作用。一般前池的布置我们采取正向进水,但是当在地形条件特殊,正向进水难以布置的情况下,我们通常会采用侧向进水前池的布置。相比于正向进水,侧向进水前池的水流方向和进水池的方向不一致,呈一定角度的斜交。这样会导致流态的不均匀分布,同时会伴随着大尺度的回旋、主流的偏移、折冲,漩涡等现象。前池和进水池的紧密联动布置,会导致前池的不良流态传递到进水池中,对水泵造成汽蚀影响,导致水泵机组的性能的下降,从而给泵站的运行,管理带来巨大影響,降低泵站运行效率。同时,侧向进水前池普遍存在着泥沙淤积的现象,泥沙淤积会导致恶性循环,进一步恶化流态,如此反复。
2.侧向进水的形式
当在地形条件特殊,正向进水难以布置的情况下,我们通常会采用侧向进水前池的布置。
纵览国内泵站布置,虽然侧向进水形式由机组台数和布置形式的不同而千差万别 ,其侧向进水的方式一般分为两种类型:单侧进水和双侧进水
其中矩形单侧前池有着结构简单、施工方便优点,但工程量稍大,后部易淤积。而锥形单侧向前池扩散角沿程减小,过水断面亦缩小,可保证池中水流流速、水深不变,水流条件较好。再者曲线型单侧向水力条件最好,但边壁曲线施工复杂。双侧向的前池一般在泵站机组台数较多时采用(n≥10),尤其是在丘陵山区等地形,若采用其他前池的布置形式,开挖工程量会加大。
3.不良流态的的改善
水流在池中运行受着惯性力的影响,因此侧向进水前池内的水流容易出现回流和漩涡的现象,在实际工程中,我们通常采用不同的整流措施来改善流态。侧向进水前池宜设分水导流设施,并应该通过水工模型进行实验验证。
泵站侧向进水流态的改善的措施, ,总的来说主要有以下几类具体措施:
增设隔墩或者导流栅
增设底坎和立柱
增设“Y”形倒流墩
设压水板
下面图示三种整流措施的示意图:
泵站机组运行时,池中水流偏斜,引起水流的不对称扩散,形成较大的回流区,而导流栅的作用是有效避免不对成开机所引起的回流,旋涡等不良流态,因势利导地平顺水流 。立柱的作用是使水流收缩后大体均匀流向两侧,再扩散到边壁,对克服脱流,避免回流非常有利。底坎的作用是使过坎水流形成里面旋滚,形成较强的紊动扩散,有效的破坏了边壁回流及立柱后部的旋涡,这一措施巧妙地利用漩涡原理改善流态,从而达到使水流重新分布的目的。根据实验表面和实际工程运行效果来看,立柱和底坎的措施使水泵的运行有着很大的改善。设压水板,,此措施既可改善流态 ,又能减少进水池的淤积。在工程的实际运行中广泛运用。
4.体会
当我们想通过模型试验来确定整流方案的时候,会发现数值计算目前并不能较好地解决问题。未来我们还需采用其他方法进行深层次,更为准确的研究。前池水位变幅较小时,底坎有较好的整流效果,坎高约为水深的0.4倍左右。前池水位变幅较大时,底坎辅以其他的整流措施可获得较好的整流效果。整流措施布置得当,引起的水力损失很小。但改善措施的具体布置、形式和尺寸应结合实际工程状况进行。
参考文献:
【1】成立,刘超,周济人,汤方平,袁家博. 泵站侧向进水流态及其改善措施机理探讨[J]. 排灌机械,2001,(01):31-34.
【2】刘超.水泵及水泵站[M]. 北京:中国水利水电出版社,2009
【3】严忠民,蒋传丰,周春天,吕家才,景瑞祥. 侧向進水前池水流特性的试验研究[J]. 河海大学学报,1991,(05):49-54.
关键词:前池 侧向进水;不良流态;改善
1.前言:
在实际工程运行情况下,在进水池和引水渠之间通常会设置一个连接段,这就是前池。作用是为了平顺地扩散水流,为水泵创造良好的进水条件,与此同时还具有调节池内水位作用。一般前池的布置我们采取正向进水,但是当在地形条件特殊,正向进水难以布置的情况下,我们通常会采用侧向进水前池的布置。相比于正向进水,侧向进水前池的水流方向和进水池的方向不一致,呈一定角度的斜交。这样会导致流态的不均匀分布,同时会伴随着大尺度的回旋、主流的偏移、折冲,漩涡等现象。前池和进水池的紧密联动布置,会导致前池的不良流态传递到进水池中,对水泵造成汽蚀影响,导致水泵机组的性能的下降,从而给泵站的运行,管理带来巨大影響,降低泵站运行效率。同时,侧向进水前池普遍存在着泥沙淤积的现象,泥沙淤积会导致恶性循环,进一步恶化流态,如此反复。
2.侧向进水的形式
当在地形条件特殊,正向进水难以布置的情况下,我们通常会采用侧向进水前池的布置。
纵览国内泵站布置,虽然侧向进水形式由机组台数和布置形式的不同而千差万别 ,其侧向进水的方式一般分为两种类型:单侧进水和双侧进水
其中矩形单侧前池有着结构简单、施工方便优点,但工程量稍大,后部易淤积。而锥形单侧向前池扩散角沿程减小,过水断面亦缩小,可保证池中水流流速、水深不变,水流条件较好。再者曲线型单侧向水力条件最好,但边壁曲线施工复杂。双侧向的前池一般在泵站机组台数较多时采用(n≥10),尤其是在丘陵山区等地形,若采用其他前池的布置形式,开挖工程量会加大。
3.不良流态的的改善
水流在池中运行受着惯性力的影响,因此侧向进水前池内的水流容易出现回流和漩涡的现象,在实际工程中,我们通常采用不同的整流措施来改善流态。侧向进水前池宜设分水导流设施,并应该通过水工模型进行实验验证。
泵站侧向进水流态的改善的措施, ,总的来说主要有以下几类具体措施:
增设隔墩或者导流栅
增设底坎和立柱
增设“Y”形倒流墩
设压水板
下面图示三种整流措施的示意图:
泵站机组运行时,池中水流偏斜,引起水流的不对称扩散,形成较大的回流区,而导流栅的作用是有效避免不对成开机所引起的回流,旋涡等不良流态,因势利导地平顺水流 。立柱的作用是使水流收缩后大体均匀流向两侧,再扩散到边壁,对克服脱流,避免回流非常有利。底坎的作用是使过坎水流形成里面旋滚,形成较强的紊动扩散,有效的破坏了边壁回流及立柱后部的旋涡,这一措施巧妙地利用漩涡原理改善流态,从而达到使水流重新分布的目的。根据实验表面和实际工程运行效果来看,立柱和底坎的措施使水泵的运行有着很大的改善。设压水板,,此措施既可改善流态 ,又能减少进水池的淤积。在工程的实际运行中广泛运用。
4.体会
当我们想通过模型试验来确定整流方案的时候,会发现数值计算目前并不能较好地解决问题。未来我们还需采用其他方法进行深层次,更为准确的研究。前池水位变幅较小时,底坎有较好的整流效果,坎高约为水深的0.4倍左右。前池水位变幅较大时,底坎辅以其他的整流措施可获得较好的整流效果。整流措施布置得当,引起的水力损失很小。但改善措施的具体布置、形式和尺寸应结合实际工程状况进行。
参考文献:
【1】成立,刘超,周济人,汤方平,袁家博. 泵站侧向进水流态及其改善措施机理探讨[J]. 排灌机械,2001,(01):31-34.
【2】刘超.水泵及水泵站[M]. 北京:中国水利水电出版社,2009
【3】严忠民,蒋传丰,周春天,吕家才,景瑞祥. 侧向進水前池水流特性的试验研究[J]. 河海大学学报,1991,(05):49-54.