一种水力性能优异的钟形进水流道制造技术

一种水力性能优异的钟形进水流道，属于水利工程泵站技术领域。所述钟形进水流道沿水流方向设有直线进口段、钟形转向段和圆台整流段，各段具有不同的几何特征和作用；所述钟形转向段几何形体复杂，上部形状为钟形、下部为平底、平面形状为蜗壳形、内设置导水圆台，提供详细的极坐标表示图及数据表；所述钟形进水流道所有尺寸均用相对值表示(以水泵叶轮直径D为基准值)；所述直线进口段和圆台整流段的主要参数可根据泵站的实际需要在一定范围内调整，以适应不同泵站的要求。本实用新型专利技术提供的钟形进水流道水力性能优异、使用方法简便，可保证每座泵站钟形进水流道的设计质量，对于确保泵站的安全、稳定和高效运行具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于水利工程泵站
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种水力性能优异的钟形进水流道。应用本技术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。本技术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Ljk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Lg为2.5D、厚度Bg＝0.174D+0.191m、头部圆弧半径Rg1＝0.48D、尾部圆弧半径Rg2＝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Lzx为1.89D、高度Hzx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Dd为1.32D、上部直径Ds为1.1DL(DL为水泵叶轮轮毂体叶轮室进口断面的直径，DL的单位为m，下同)、高度Hzx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αzi和半径Rzi，平面蜗壳曲线的数据表包括坐标点编号、角度αwi和半径Rwi，导水圆台曲线的数据表包括坐标点编号、角度αdi和半径Rdi，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Hzl＝0.1065D+0.4367m、出口的内壁直径Dn2和外壁直径Dw2分别为0.88D和DL，其进口内壁直径Dn1为0.94D、进口外壁直径为Dw1，Dw1与导水圆台的上部直径Ds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：(1)钟形进水流道沿水流方向依次设有直线进口段、钟形转向段和圆台整流段3个段，将各段的几何尺寸均采用以水泵叶轮直径D为基准值的相对值表示；所述钟形进水流道长度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，其特征是内部设有中隔墩，流道上、下边线和平面形线均为直线，断面形状为矩形，其长度Ljk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Lg为2.5D、厚度Bg＝0.174D+0.191m、头部圆弧半径Rg1＝0.48D、尾部圆弧半径Rg2＝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Lzx为1.89D、高度Hzx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Dd为1.32D、上部直径Ds为1.1DLDL、高度Hzx为0.97D，其过流通道由流道内壁和导水圆台外壁构成，该段的钟形曲线、平面蜗壳曲线和导水圆台曲线均提供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αzi和半径Rzi，平面蜗壳曲线的数据表包括坐标点编号、角度αwi和半径Rwi，导水圆台曲线的数据表包括坐标点编号、角度αdi和半径Rdi，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Hzl＝0.1065D+0.4367m、出口的内壁直径Dn2和外壁直径Dw2分别为0.88D和DL，其进口内壁直径Dn1为0.94D、进口外壁直径为Dw1(与导水圆台的上部直径Ds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；(2)利用步骤(1)确定的直线进口段、钟形转向段和圆台整流段几何参数，根据泵站拟采用的水泵叶轮直径D计算该泵站进水流道实际所需尺寸；(3)按照步骤(2)确定圆台整流段的高度Hzl，根据泵站的实际需要在步骤(2)的基础上加大或减少Hzl，调整Hzl时，该段进口的内壁直径Dn1和外壁直径Dw1、出口的内壁直径Dn2和外壁直径Dw2均保持不变；(4)按照步骤(2)确定直线进口段的长度Ljk，根据泵站上部结构布置的需要在步骤(3)的基础上加长或缩短Ljk，在调整Ljk的同时相应调整所述中隔墩的长度Lg，调整Ljk和Lg时，流道进口高度H1保持不变；(5)按照步骤(2)确定直线进口段的底边倾角β，根据该段与泵站前池衔接的需要在步骤(4)的基础上加大或减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水力性能优异的钟形进水流道，其特征是，所述钟形进水流道包括沿水流方向设置的直线进口段、钟形转向段和圆台整流段，在钟形转向段内设置导水圆台；所述直线进口段位于所述钟形进水流道的最前端，所述直线进口段内中部沿水流方向设有中隔墩；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，钟形进水流道的长度L为4.1D、进口宽度B1为2.85D、高度H为1.4D；所述直线进口段的作用是适应泵房上部结构布置的需要和引导水流从泵站前池进入流道，直线进口段的上、下边线和平面形线均为直线，断面形状为矩形，其长度Ljk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Lg为2.5D、厚度Bg＝0.174D+0.191m、头部圆弧半径Rg1＝0.48D、尾部圆弧半径Rg2＝2.86D；直线进口段的过流通道由流道内壁和中隔墩外壁构成；所述钟形转向段位于直线进口段之后，钟形转向段引导水流有序地作90°转向和加速；钟形转向段的上部形状为钟形、下部为平底、平面形状为蜗壳形，钟形转向段长度Lzx为1.89D、高度Hzx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Dd为1.32D、上部直径Ds为1.1DL、高度Hzx为0.97D，DL为水泵叶轮轮毂体叶轮室进口断面的直径；钟形转向段的过流通道由流道内壁和导水圆台外壁构成；所述圆台整流段位于钟形转向段之后，圆台整流段的过流通道由流道内壁和圆台外壁构成，圆台整流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；其流道内壁、圆台外壁的母线形状均为直线，圆台整流段高度Hzl＝0.1065D+0.4367m、出口的内壁直径Dn2为0.88D、外壁直径Dw2为DL，圆台整流段进口内壁直径Dn1为0.94D、进口外壁直径为Dw1，Dw1与所述导水圆台的上部直径Ds相等。...

【技术特征摘要】
1.一种水力性能优异的钟形进水流道，其特征是，所述钟形进水流道包括沿水流方向设
置的直线进口段、钟形转向段和圆台整流段，在钟形转向段内设置导水圆台；所述直线进口
段位于所述钟形进水流道的最前端，所述直线进口段内中部沿水流方向设有中隔墩；
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，钟形进水
流道的长度L为4.1D、进口宽度B1为2.85D、高度H为1.4D；
所述直线进口段的作用是适应泵房上部结构布置的需要和引导水流从泵站前池进入流
道，直线进口段的上、下边线和平面形线均为直线，断面形状为矩形，其长度Ljk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Lg为2.5D、厚度Bg＝0.174D+0.191m、头部圆弧半径
Rg1＝0.48D、尾部圆弧半径Rg2＝2.86D；直线进口段的过流通道由流道内壁和中隔墩外壁构
成；
所述钟形转向段位于直线进口段之后，钟形转向段引导水流有序地作90°转向和加速；钟
形转向段的上部形状为钟形、下部为平底、平面形状为蜗壳形，钟形转向段长度Lzx为1.89D、
高度Hzx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Dd为1.32D、上部直径Ds为1.1DL、高度Hzx为0.97...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆林广，徐磊，陆伟刚，李亚楠，王海，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32