泵站进水流速对2种进水方式的表面漩涡特性影响的研究

[目的]探究不同进水流速对泵站进水水流流态、漩涡的产生与发展变化规律的影响.[方法]结合泵站实际运行情况,采用NX UG 10.0软件构建泵站封闭式进水流道水平进水和开敞式进水池垂直进水2种进水方式的进水物理模型及三维湍流数学模型,采用雷诺N-S方程、VOF模型和非定常的SST k-ω湍流模型.对2种进水方式下不同进水流速的进水流场分布和漩涡的产生、变化及分布规律进行了数值模拟.[结果]在满足泵站进水口临界淹没水深时,2种进水方式下的进水表面漩涡强度随着进水流速的增加逐渐增强,并对2种进水表面出现的漩涡类型与进水流速变化的区间进行了划分;封闭式进水流道水平进水流速在0.217～0.304、0.349～0.448、0.482～0.554、0.575～0.661 m/s时,漩涡类型分别为Ⅰ和Ⅱ型涡、Ⅲ和Ⅳ型涡、Ⅴ型涡、Ⅵ型涡;开敞式垂直进水流速在0.322～0.402、0.484、0.521～0.564 m/s时,漩涡类型分别为Ⅲ和Ⅳ型涡、Ⅴ型涡、Ⅵ型涡,开敞式进水池垂直进水的水体中同时产生表面漩涡和水中漩涡;数值计算结果与试验结果基本吻合.[结论]对封闭式进水流道水平进水方式的泵站工程,进水流速不应大于0.349 m/s;对开敞式进水池垂直进水方式的泵站工程,进水流速不应大于0.322 m/s.