摘要：为揭示竖井贯流泵装置内、外特性之间的联系,完善其优化水力设计理论,该文采用三维流动数值计算的方法,对南水北调东线一期工程邳州站泵装置流道表面的流场和垂直于x、y、z3个方向剖面的流场进行了多视角的详尽剖析,并分别采用透明流道模型试验和透明泵装置模型试验的方法检验了流态数值模拟结果。由数值计算和模型试验结果可得:前置竖井贯流泵装置进水流道内的流态均匀平顺、层次分明;出水流道内的水流在螺旋状运动中平缓扩散,流道内无任何脱流或旋涡等不良流态;其水力性能优异的主要原因在于其具有优异的内特性。邳州站前置竖井贯流泵装置主要工况点的泵装置效率超过83%、临界空化余量小于5m,水力性能优异。该文可为低扬程泵站的水力设计提供有益参考。

摘要：从水泵选型、能量性能、汽蚀性能等3个方面,讨论了减小nD值对大型低扬程泵装置水力性能的影响;提出了减小nD值的低扬程泵装置水泵选型设计思路;借助于叶片泵相似律,推导了减小nD值与增径降速的一致关系,在设计流量一定的条件下,若叶轮直径增大5%,则水泵转速和nD值将分别下降13.6%和9.3%;从叶轮直径对流道水力损失的影响上,分析了减小nD值对提高泵装置流道效率的作用;根据nD值与水泵扬程的关系,低扬程泵装置选型时,宜适当减小nD值,以便在较低扬程下选用到更优秀的轴流泵水力模型;根据叶片泵汽蚀相似律,分析了减小nD值对低扬程泵装置汽蚀性能的影响;同时,还讨论了泵装置汽蚀性能的考核指标,以及增径降速对流道控制尺寸及设备投资的影响等问题.结果表明:对于平均扬程为4 m、单泵设计流量为33.5 m3/s的泵站,若将叶轮直径由2.9 m增大至3.1 m,则流道效率可提高2.9%;在设计流量一定的条件下,若将nD值由435降为387.5,由水力模型TJ04-ZL-06换算的原型泵高效区扬程可由5 m左右降为4 m左右,水泵必需汽蚀余量可降低20.6%;对于年运行时数较长的大型低扬程泵站,宜采用较小的nD值.

摘要：为了对配置肘形进水流道和虹吸式出水流道的立式泵装置进行深入的研究,得到一种高效的立式泵装置,在肘形进水流道和虹吸出水流道型线数学模型基础上,开发了基于流道设计参数的优化设计软件,能快速进行流道型线的绘制,使流道的型线自动符合一维流速渐变的原则,并对虹吸出水流道的最优驼峰位置进行了理论分析。结合计算流体动力学技术,对待建的某大型低扬程泵站进行了肘形进水流道和虹吸出水流道的优化设计,得到了水力性能优良的进出水流道型线方案。根据泵装置水力模型比选试验,优选出了效率高、高效运行范围宽、无不稳定运行区、汽蚀性能好的高比转数导叶式混流泵211-80模型,在配置优化了的进出水流道的基础上使泵装置在扬程5.4m时模型装置效率达到了79.62%。该泵装置的优化设计方法与试验结果对相同装置型式的大型低扬程泵站建设具有重要的参考价值。

摘要：通过流道水工模型试验和泵装置模型试验,对大型泵站蜗壳进出水流道进行了深入的研究。在原设计方案的蜗壳进水流道中加设了隔涡板,有效的阻止了进水流道中水流的旋转,使装置效率提高了15%;对蜗壳出水流道的导水锥、扩散管和蜗壳段的型线进行了优化,有效的降低了水力损失,使装置效率又提高了6%,最高效率达到了78.2%。该蜗壳进出水流道高效泵装置的研制与开发拟补了以往蜗壳流道泵装置效率不高的缺点,为蜗壳进出水流道在大型低扬程泵站中进行推广和应用奠定了基础。

摘要：为了全面衡量水环境治理工程产生的环境经济效益,尝试将环境经济损益方法应用于水环境治理工程效益评价。在总结环境经济损益计量方法的基础上,选择成本法和市场价值法分别建立水环境治理工程水质改善效益评价模型。以江苏省南水北调东线尾水导流工程为例,通过分析可知,该工程的环境经济损益主要为削减进入南水北调输水干线的污染物、降低排入干线污染物的含量、保障输水干线水质。研究结果表明,从工程试运行至2016年6月,该工程改善南水北调输水干线水质效益达到21 903.90万元。该成果对于拓展环境影响评价理论与方法的应用、支撑水资源资产负债表的构建以及实施河长制管理评价都具有重要的实践价值。

摘要：为验证水泥土搅拌桩连拱抗滑墙加固软土地基边坡的作用机制,在进行了系列室内模拟试验的基础上,对模型试验进行了数值分析。采用有限元方法,分析了水泥土搅拌桩连拱抗滑墙的传力机制,不同深度土层分担水平推力分布形式及大小以及加固区不同深度土层剪力分布的规律。研究表明,有限元数值分析方法计算所得到的结果与模型试验的结果比较接近,并证明了自行设计制作的模型槽对水泥土搅拌桩连拱抗滑墙加固软土地基边坡等类似工程进行室内模型试验的可行性。

摘要：由于水闸上下游水位以及调水需求的变化,许多闸门需要满足正向挡水与反向挡水两种需求。垂直提升式钢闸门反向挡水时,闸门受力复杂,启门力显著增加,导致启闭机启门力严重不足。为此,本文以江苏省某闸站的节制闸为研究对象,提出了基于均相流模型的启门过程中水流对门体的作用力的计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)预测方法,对启门过程中不同开高时的启门力进行了计算,分析了启门力增加的原因。结果表明:数值预测的启门力与实测结果一致,提出的方法能有效预测启门力随闸门开高的变化规律。平面钢闸门反向挡水时的启门力相比正向挡水情况大幅增加。启门过程中,水流对闸门底部主梁垂直向下的作用力是导致启门力增加的原因,该作用力表现为闸门底部主梁上下表面的压差(上表面压力大、下表面压力小),在闸门开高从0增加到最大的过程中,底部主梁上下表面压差表现为先增大后减小、再增大后减小的异常规律,从而导致启门力出现与之一致的规律。论文研究结果对于提高闸孔过流数值模拟精度、改进闸门设计、优化平面钢闸门启门力具有重要意义。

摘要：为了提高泵站进水流道的设计水平,对应用最为广泛的肘形进水流道的型线进行了数学建模,并采用高级程序设计语言V isual Basic对工程图形处理软件AutoCAD进行二次开发,形成基于流道设计参数的优化设计软件,能够快速进行流道型线的绘制,并能使流道的型线自动符合流速渐变的原则。同时结合三维紊流数值模拟技术和流道的模型试验对流道的水力性能进行检验。通过工程实例说明,该流道设计方法快速、可靠,所设计的肘形进水流道具有出口流态较好、水力损失较小的优点。

摘要：为了配合南水北调东线工程淮阴三站灯泡贯流泵装置的优化水力设计研究工作,对该站前、后置灯泡贯流泵装置内部流动的数值计算方法进行了初步研究;参照该站初步设计阶段初步拟定的机组结构形式,建立了前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置几何型体数学模型;分别对两种装置内部的流动进行三维湍流数值模拟,得到了前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置的内、外水力特性;讨论了两种灯泡贯流泵装置进、出水流态的主要特征。计算结果表明:采用数值计算的方法研究灯泡贯流泵装置内部的三维流动及贯流泵装置的水力性能是可行的;淮阴三站前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置初步设计方案的能量性能尚不能满足南水北调工程的要求,需通过进一步的优化计算,争取实现可能的最高装置效率。

摘要：对虹吸式出水流道的型线进行数学建模的基础上,开发了基于流道参数的优化设计软件,该软件能够快速进行流道型线的绘制,并能使流道的型线自动符合流速渐变的原则.结合三维紊流数值模拟对流道内流场进行三维空间的仿真,检验了流道的水力性能.建立了以虹吸式出水流道水力损失为目标函数、驼峰断面位置为求解变量的最优化问题数学模型,求解结果表明:当驼峰位于流道进口的正上方,即进口弯管段变为近似直管时,整个虹吸式出水流道的水力损失为最小.说明在设计虹吸式出水流道时,在泵站结构布置允许的条件下,驼峰的位置应尽可能向流道进口方向靠近,以减小出水流道的水力损失,提高泵装置效率.