[实用新型]水力性能优异的系列斜式进水流道

说明书

技术领域

本实用新型属于水利工程泵站技术领域，具体涉及水力性能优异的系列斜式进水流道及其应用方法，主要用于保证大中型斜式轴伸泵装置进水流道的水力设计质量。

背景技术

泵轴倾斜安装的斜式轴伸泵装置应用于净扬程为(1～4)m的大中型泵站，斜式轴伸泵装置的泵轴相对于水平面的倾角随泵站净扬程的增加而增加，泵轴倾角一般不宜大于40°。斜式进水流道与斜式轴伸泵配套使用，其作用是引导水流在从泵站前池流向水泵叶轮室的过程中有序转向和均匀收缩，为水泵叶轮室进口提供保证叶轮正常工作的流态。设计水力性能优异的斜式进水流道是保证泵站安全、稳定和高效运行的必要条件。斜式进水流道传统的水力设计方法采用基于一维理论的“平均流速法”，采用该方法所得结果与斜式进水流道内实际的三维湍流流动差别很大，所设计的进水流道不能满足水泵叶轮对叶轮室进口流场的要求，严重影响到泵站的安全、稳定和高效运行。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对上述传统方法的缺陷，采用基于三维湍流流动数值模拟的优化水力设计方法进行研究，提供了水力性能优异的系列斜式进水流道，用以确保系列斜式进水流道的水力性能优异，实现泵站安全、稳定和高效运行的目标。

本实用新型目的是通过以下技术方案实现的，水力性能优异的系列斜式进水流道，将斜式轴伸泵装置的泵轴倾角分为15°、20°、25°、30°、35°和40°等6档，与这6档倾角的斜式轴伸泵配套使用的斜式进水流道相应地分为6种，形成系列斜式进水流道；该系列中每一种斜式进水流道均由沿水流方向设置的直线段、弯曲段和圆台段组成；直线段的断面形状为矩形，弯曲段的断面形状由进口的矩形渐变为出口的圆形，圆台段的断面形状为圆形；直线段内设有中隔墩；提供系列斜式进水流道的立面图(含断面位置线)、平面展开图(含断面位置线)和断面数据表；系列斜式进水流道的尺寸均采用以水泵叶轮直径D为基准值的相对值表示；所述6种斜式进水流道的直线段长度L₁、进口断面宽度B₁及高度H₁、进口顶板圆弧半径R的尺寸相等，其值分别为：L₁＝1.63D、B₁＝2.56D、H₁＝1.69D、R＝0.25D+0.2m；所述系列中与15°、20°、25°、30°、35°和40°等6档倾角对应的6种斜式进水流道弯曲段的高度H₂分别为0.872D、0.879D、0.889D、0.899D、0.912D和0.927D，弯曲段的长度L₂分别为1.398D、1.411D、1.428D、1.448D、1.472D和1.499D；所述6种斜式进水流道的圆台段高度H₃、进口直径D₁、出口直径D₂的尺寸相等，其值分别为：H₃＝0.11D+0.45m、D₁＝1.03D、D₂＝0.98D；所述6种斜式进水流道中隔墩的长度L_g、厚度B_g、头部圆弧半径R_g1、尾部圆弧半径R_g2的尺寸相等，其值分别为：L_g＝1.60D、B_g＝0.17D+0.2m、R_g1＝0.3D、R_g2＝3D；

进一步地，所述系列斜式进水流道的三维形体提供断面位置图和断面数据表，所述数据表中的数据包括流道纵剖面上边线坐标(X₁，Y₁)、纵剖面下边线坐标(X₂，Y₂)、断面高度H_w、断面宽度B_w和断面形状由矩形渐变为圆形的过渡圆半径R_w。

水力性能优异的系列斜式进水流道的应用方法，包括以下步骤：