[实用新型]一种水力性能优异的钟形进水流道

说明书

技术领域

本实用新型属于水利工程泵站技术领域，具体涉及一种水力性能优异的钟形进水流道及其应用方法，主要用于指导广大工程技术人员设计水力性能优异的钟形进水流道，可保证每座泵站钟形进水流道的设计质量，对于确保大中型泵站的安全、稳定和高效运行具有重要意义。

背景技术

钟形进水流道是大中型低扬程立式泵站应用较多的进水流道，特别适用于地基条件较差、不适于深挖方的泵站，其作用是引导水流在从前池流向水泵叶轮室的过程中有序转向和均匀加速，为水泵叶轮室进口提供符合要求的流态。设计水力性能优异的钟形进水流道是保证水泵安全、稳定和高效运行的必要条件。钟形进水流道三维形体复杂，其设计方法长期以来采用传统的几何作图法，与钟形进水流道内水流的三维湍流流动情况严重脱节，所设计的流道不能满足水泵叶轮对进水流场的要求，有时甚至会导致流道内产生涡带，严重影响水泵机组的稳定运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水力性能优异的钟形进水流道。应用本实用新型得到的钟形进水流道水流转向有序，流道内无有害流态，水力性能优异，可为水泵叶轮室进口提供符合要求的流态。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种水力性能优异的钟形进水流道，其沿水流方向设有直线进口段、钟形转向段和圆台整流段3个段，各段具有不同的几何特征和作用；在直线进口段内设置中隔墩，在钟形转向段内设置导水圆台；

所述钟形进水流道的各几何尺寸以相对值表示(以水泵叶轮直径D为基准值，D的单位为m，下同)，其长度L为4.1D、进口宽度B₁为2.85D、高度H为1.4D；所述直线进口段位于所述钟形进水流道的最前端，其内部设有中隔墩，流道上、下边线和平面形线均为直线，断面形状为矩形，长度L_jk为3.07D、进口宽度B₁为2.85D、进口高度H₁为1.52D、底边倾角β为5°、进口顶板圆弧半径R＝0.25D+0.2m，所述中隔墩的长度L_g为2.5D、厚度B_g＝0.174D+0.191m、头部圆弧半径R_g1＝0.48D、尾部圆弧半径R_g2＝2.86D，其过流通道由流道内壁和中隔墩外壁构成，该段的作用是引导水流从泵站前池进入流道，同时满足泵房上部结构布置的要求；

所述钟形转向段位于直线进口段之后，其特征是上部形状为钟形、下部为平底、平面形状为蜗壳形，其内部设有导水圆台，该段长度L_zx为1.89D、高度H_zx为0.97D、进口宽度B₂为2.85D、进口高度H₂为0.91D，所述导水圆台的底部直径D_d为1.32D、上部直径D_s为1.1D_L(D_L为水泵叶轮轮毂体叶轮室进口断面的直径，D_L的单位为m，下同)、高度H_zx为0.97D，其过流通道由流道内壁和导水圆台外壁构成，为准确表达该段的三维形体，提供了该段钟形曲线、平面蜗壳形曲线和导水圆台曲线的极坐标表示图及数据表，钟形曲线的数据表包括坐标点编号、角度α_zi和半径R_zi，平面蜗壳曲线的数据表包括坐标点编号、角度α_wi和半径R_wi，导水圆台曲线的数据表包括坐标点编号、角度α_di和半径R_di，该段的作用是引导水流有序地作90°转向和加速，并保证在此过程中不发生有害流态；

所述圆台整流段位于钟形转向段之后，其特征是过流通道由流道内壁和圆台外壁构成，其内、外壁的母线形状为直线，其高度H_zl＝0.1065D+0.4367m、出口的内壁直径D_n2和外壁直径D_w2分别为0.88D和D_L，其进口内壁直径D_n1为0.94D、进口外壁直径为D_w1，D_w1与导水圆台的上部直径D_s相等，该段的作用是对流向水泵叶轮室的水流作最后的调整和加速，以保证水流均匀地进入叶轮室。

上述水力性能优异的钟形进水流道的应用方法，包括以下步骤：