泗阳二站轴流泵装置模型流道优化及模型试验分析

作者：吉庆伟; 李进东; 吕玉婷; 袁尧; 杨帆^*

来源：灌溉排水学报, 2022, 41(04): 127-134.

DOI：10.13522/j.cnki.ggps.2021375

• 轴流泵装置
• 流道
• 优化
• 水力性能
• 模型试验

【目的】提高泗阳二站改造工程泵装置的水力效率，明确泗阳二站改造后泵装置的水力性能，了解泵站的真实运行情况，便于泵站的安全运行管理。【方法】以泗阳二站的立式轴流泵装置为研究对象，采用数值模拟技术分析了原设计方案(方案1肘形进水流道的流道高度1.707D、长度3.895D、进口面积4.984D2；虹吸式出水流道长度6.14D、进口直径1.09D、出口面积3.934D2，其中D为叶轮名义直径。)的泵装置水力性能并开展了流道的优化分析，通过物理模型试验获得了泵装置的能量性能。【结果】给出了肘形进水流道弯肘段方变圆渐缩型线、出水流道隔墩起始位置及隔墩长度的优化方案，优化后的肘形进水流道出口面的轴向速度分布均匀度提高了3.32%，加权平均偏流角减小了0.945°，水力损失减小了10.4%；相比原设计方案，优化的虹吸式出水流道水力损失减小了7.51%。在叶片安放角+2°、设计扬程6.30 m时，原型泵装置流量为35.2 m3/s，满足设计流量的要求，效率为76.02%；在最大扬程6.8 m时，原型泵装置流量为33.84 m3/s，效率为75.97%；在平均扬程5.55 m时，原型泵装置流量36.58 m3/s，效率为74.23%。【结论】在保证进出水流道主要控制尺寸不变条件时仅缩短肘形进水流道的进口宽度至2.2D，虹吸式出水流道的隔墩起始位置向出水侧移动0.772D且保持隔墩头部与水流方向垂直的条件时，泗阳二站改造工程泵装置的水力效率相对较高，有助于保障改造后泗阳二站的安全高效稳定运行。

• 单位
  江苏省水利科学研究院; 扬州大学