1、泵吸入流道的高流速化龔傳炳1、前言為降低排水站建設成本及解決用地難的問題，力求泵站小型化，則須采用節省空間的高流速化的泵吸水池流道。吸水流道高流速化問題的提出，是由于泵在運轉時吸入空氣而形成旋渦，增大水力損失。因此，希望有不出現上述問題的最佳吸水流道形狀。在這里特別介紹封閉式傘形吸水流道模型試驗和CFD流動模型的對比、研究結果，2、試驗方法模型試驗裝置乃是模型泵從吸水流道吸水，通過流量調節閥輸至貯水媛,再經吸水流道上游的導水管返回的循環方式。為減小模型泵出水的紊亂流動的影響，在導水管人口設置了整流板。為觀察內部流動,吸水流道兩側用丙烯制造。圖I表示吸水流道。圖上各尺寸以泵出水口徑D的倍數表示。

2、按圖2表示的三種不同形狀的吸水錐分別進行試驗。吸水流道用2/冰版的形狀<=>吸水錐a是圓錐形；吸水推b是向上游突出的上、下游側不對稱的橢圓錐形，吸水錐c是比b向上游突出更多的橢圓錐形。后壁的位置在距泵吸人口中心0.7-1D的范圍變化試驗條件應符合泵吸水池模型試驗法標準。試驗項目為旋渦觀察、泵吸入口流速分布和吸入流道損失系數測定。泌出了圖I斷面A的流速的分布，用以下公式計算出損失系數。h二十（P'-P）我（匕2-I?。﹉l（1）式中:Pe吸入壓力P出力壓力I,吸入流道斷面平均流速均一出水管斷面平均流速h】吸入口與出口測壓點位置水頭差H損失水頭?損失系數流動的分析采用3元非壓縮

3、性流體分析程序進行計算。陶散化法用差分法，對于素流模型適用k-e2模型方程式。3、試驗結果及研究圖3為不同后壁比（泵中心到后里距離與泵出口直徑之比）的吸水流道損失系數對比圖°圖中0記號者后壁比為1（吸水流道Typel）、記號者后壁比為0.7（吸水流道Type2）0兩流道都是圓錐形吸水錐，其形狀見圖2a。后壁比大的吸水流道Typel流道側面產生了水中渦，因此，損失系數大。其流道模型表示在圖4上。從圖4看到在吸水流道的一側存在液體的回流，左右兩側為非對稱流動。每當模型泵啟動時就成為圖4所表示的的逆向流動模型。這時，對稱流動在吸水流道后方產生了沖突，形成不穩定狀態。此后，在側面形成回流，成

4、為非對稱流動。然后，這一回流流動和上游側流動的復雜組合，使流道側面產生了水中渦。通過流場分析，亦正確地計算出在同樣位置出現的旋渦。為減少這一吸水流道后方回流，將流道后壁比從I減窄到0.7（吸水流道Type2）oType2的流動模型如圖5。由于后壁比小，吸水流道的后方液流沒有回流，能光滑地流入泵吸入口而未發生水中渦。這一形狀的吸水流道當接近流速為4.5米冶時，亦確認無旋渦產生。另外，根據流場分析流動也無旋渦。Type2漁動模型(te)yp»3圖6泉吸入曰的涯速分布泵吸人口流速的分布表示在圖6±0圖6a表示圖2所示的圓錐型吸水錐Type2;圖6b表示圖2b所示的橢圓錐型吸水錐T

5、ype3的流體解析結果。在圖位上的泵吸入口左側（流道上游側）有流速比較大的區域，為減小這一區域流速使流速分布均勻，對吸水椎進行改進，將吸水錐向t.游側突出，形成（Type3）橢圓錐形狀,使流動向泵吸入口后方移動。斷面A在Z方向（泵軸方向）流速Vz的實驗結果表示在圖7±o圖7上記號者為圓錐型吸水錐,記號者為橢圓錐型吸水錐，記號者為進一步向上游側突出的橢圓錐型吸水錐（見圖2c）的流速分布。實驗結果表明，使用橢圓錐型吸水錐（匚和記號者）能減小上游側的流速值。W7家皿入口凌速分布圖8表示圖2上三種不同形狀的吸水流道的損失Mfto如圖所示Type2、3、4三種形狀的吸水流道其損失系數十分接近，變更吸水倦形狀能改善泵吸入口流速的分布。4、堵論、采用不發生旋滴的吸水流II形狀