CN104595238B - 水力性能优异的系列斜式进水流道及其应用方法 - Google Patents
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- CN104595238B CN104595238B CN201510030476.4A CN201510030476A CN104595238B CN 104595238 B CN104595238 B CN 104595238B CN 201510030476 A CN201510030476 A CN 201510030476A CN 104595238 B CN104595238 B CN 104595238B
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Abstract
本发明公开了水力性能优异的系列斜式进水流道及其应用方法,属于水利工程泵站技术领域。提供与倾角为15°、20°、25°、30°、35°和40°的斜式轴伸泵配套使用的6种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;根据拟应用本发明的泵站的设计净扬程,确定对应的斜式进水流道;将所确定的斜式进水流道数据表中的数据乘以拟应用本发明的泵站的水泵叶轮直径进行换算,即可得该泵站斜式进水流道的尺寸;换算后的流道水流转向有序、收缩均匀、水头损失小、水力性能优异。本发明实用性强、应用方便,对保证斜式进水流道的设计质量,确保泵站的安全、稳定和高效运行具有重要意义。
Description
技术领域
本发明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。
发明内容
本发明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及其应用方法,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。
本发明的第一个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Lg、厚度Bg、头部圆弧半径Rg1、尾部圆弧半径Rg2的尺寸相等,其值分别为:Lg=1.60D、Bg=0.17D+0.2m、Rg1=0.3D、Rg2=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Hw、断面宽度Bw和断面形状由矩形渐变为圆形的过渡圆半径Rw。
本发明的第二个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的应用方法,包括以下步骤:
(1)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Lg、厚度Bg、头部圆弧半径Rg1、尾部圆弧半径Rg2的尺寸相等,其值分别为:Lg=1.60D、Bg=0.17D+0.2m、Rg1=0.3D、Rg2=3D;
进一步地,提供所述系列斜式进水流道的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Hw、断面宽度Bw和断面过渡圆半径Rw;
(2)根据拟应用本发明的泵站的设计净扬程H,按表1确定斜式轴伸泵装置对应的泵轴倾角β;
表1系列斜式进水流道的序号和所对应的泵站设计净扬程及泵轴倾角
斜式进水流道的序号 | 拟应用本发明的泵站设计净扬程H | 斜式轴伸泵装置的泵轴倾角β |
1 | 1m≤H<1.5m | 15° |
2 | 1.5m≤H<2m | 20° |
3 | 2m≤H<2.5m | 25° |
4 | 2.5m≤H<3m | 30° |
5 | 3m≤H<3.5m | 35° |
6 | 3.5m≤H<4m | 40° |
(3)根据所确定的泵轴倾角β,在本发明的系列斜式进水流道中找到对应序号的斜式进水流道;
(4)将所述对应序号的斜式进水流道各几何尺寸的相对值乘以所述泵站拟采用的水泵叶轮直径D进行换算,便得到该泵站斜式进水流道直线段、弯曲段和圆台段的实际所需尺寸;
(5)所述系列斜式进水流道直线段的长度L1为1.63D,根据所述泵站结构布置的需要,对所述换算后的斜式进水流道的L1进行调整,同时相应地调整中隔墩的长度Lg;
(6)所述系列斜式进水流道圆台段的高度H3=0.11D+0.45m,根据所述泵站的实际需要,对所述换算后的斜式进水流道的H3进行调整;
(7)根据所述换算并调整后的斜式进水流道的几何参数,在绘图软件AUTOCAD中绘制所需的斜式进水流道单线图。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
第一,本发明的系列斜式进水流道水力性能优异,使用方法简单,便于工程技术人员采用;可保证斜式轴伸泵装置进水流道设计的质量,对于确保泵站的安全、稳定和高效运行具有重要意义。
第二,本发明提供的系列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;在直线段内设置中隔墩,所述直线段用于消除泵站前池来流中的横向流速;所述弯曲段用于引导水流有序转向,使水流方向与斜式轴伸泵装置的泵轴倾斜方向协调,同时使其均匀加速,并在水流转向、加速的过程中避免产生脱流、旋涡等不良流态;所述圆台段用于对水流作最后的调整,使其均匀、顺直地流向流道出口;应用本发明得到的系列斜式进水流道水流转向有序、均匀,流道内无任何不良流态,水力性能优异。
第三,根据对已建泵站斜式轴伸泵装置进水流道主要尺寸的统计,其长度、宽度和高度的相对值(以水泵叶轮直径D为基准值)比较接近。流道所有尺寸均用相对值表示,对于采用斜式轴伸泵装置的大中型泵站,将这些相对值乘以水泵叶轮直径D即可得到所需的流道尺寸;流道直线段和圆台段的尺寸可根据泵站的实际需要进行调整。
第四,本发明提供的系列斜式进水流道水力性能优异:①根据斜式进水流道的实际应用要求,经过专门的优化水力设计研究,得到系列斜式进水流道;②所述系列斜式进水流道的主要水力性能指标如下:流道出口水流的速度分布均匀度Vu≥98.5%;流道出口水流的平均角度设计流量时的流道水头损失Δh≤0.1m。
附图说明
图1(a)是本发明提供的斜式进水流道立面单线图;
图1(b)是本发明提供的斜式进水流道平面展开单线图;
图1(c)是图1(a)和图1(b)中的Ai—Ai断面图;
图2(a)是本发明提供的第1种斜式进水流道立面图(含断面位置线);
图2(b)是本发明提供的第1种斜式进水流道平面展开图(含断面位置线);
图3(a)是本发明提供的第2种斜式进水流道立面图(含断面位置线);
图3(b)是本发明提供的第2种斜式进水流道平面展开图(含断面位置线);
图4(a)是本发明提供的第3种斜式进水流道立面图(含断面位置线);
图4(b)是本发明提供的第3种斜式进水流道平面展开图(含断面位置线);
图5(a)是本发明提供的第4种斜式进水流道立面图(含断面位置线);
图5(b)是本发明提供的第4种斜式进水流道平面展开图(含断面位置线);
图6(a)是本发明提供的第5种斜式进水流道立面图(含断面位置线);
图6(b)是本发明提供的第5种斜式进水流道平面展开图(含断面位置线);
图7(a)是本发明提供的第6种斜式进水流道立面图(含断面位置线);
图7(b)是本发明提供的第6种斜式进水流道平面展开图(含断面位置线);
图8(a)是应用本发明的泵站的斜式进水流道直线段长度调整立面示意图;
图8(b)是应用本发明的泵站的斜式进水流道直线段长度调整平面示意图;
图9(a)是应用本发明的泵站的斜式进水流道圆台段高度调整立面示意图;
图9(b)是应用本发明的泵站的斜式进水流道圆台段高度调整平面示意图;
图中:1直线段,2弯曲段,3圆台段,4中隔墩,5纵剖面上边线,6纵剖面下边线,7宽度边线,8流道断面形状由矩形渐变成圆形的过渡圆圆心轨迹线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述:
本发明的目的:(1)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,提供与这6档倾角的斜式轴伸泵配套使用的系列斜式进水流道;(2)对所述系列斜式进水流道进行专门的优化水力设计研究,使其水力性能达到优异并便于应用;(3)所述斜式进水流道分为沿水流方向设置的直线段1、弯曲段2和圆台段3,其中,几何形体复杂的弯曲段2提供详细的断面位置和断面数据,流道所有几何尺寸均以相对值表示(以水泵叶轮直径D为基准值);(4)根据拟应用本发明的泵站的设计净扬程在系列斜式进水流道中选定相应序号的斜式进水流道;(5)将所述相应序号的斜式进水流道各几何尺寸的相对值乘以所述泵站拟采用的水泵叶轮直径D进行换算,可得该泵站斜式进水流道的所需尺寸;(6)所述相应序号的斜式进水流道直线段1和圆台段3的参数可根据所述泵站的实际需要在一定范围内调整。
(1)提供的系列斜式进水流道水力性能优异;
①根据斜式进水流道的实际应用要求,经过专门的优化水力设计研究得到;
②主要水力性能指标如下:
流道出口水流的速度分布均匀度Vu≥98.5%;
流道出口水流的平均角度
设计流量时的流道水头损失Δh≤0.1m。
(2)所提供的系列斜式进水流道几何形体的表达方式;
①沿水流方向设置直线段1、弯曲段2和圆台段3;
②所述弯曲段2是斜式进水流道设计的核心部分,其作用是使水流进行有序转向和均匀加速,该段的水流受离心力的影响较大、流态复杂;该段在转向的同时,其宽度逐步减小,同时其断面形状由进口的矩形断面渐变为出口的圆形断面,宽度边线7起始于直线段1的进口断面、结束于弯曲段2的出口断面,断面形状由矩形渐变成圆形的过渡圆圆心轨迹线8起始于弯曲段2的进口断面、结束于弯曲段2的出口断面,为准确表达该段的三维形体,提供该段断面位置图和断面数据表,数据表中包括流道纵剖面上边线5的坐标(X1,Y1)、纵剖面下边线6的坐标(X2,Y2)、断面高度Hw、断面宽度Bw和断面过渡圆半径Rw;
③所述直线段1位于弯曲段2进口断面之前,是泵站前池和弯曲段2之间的过渡段,其作用是消除泵站前池来流中的横向流速,该段的几何参数包括流道直线段的长度L1、进口断面宽度B1、高度H1和顶板圆弧半径R;
④所述圆台段3位于弯曲段2出口断面之后,其作用是对从弯曲段2流出的水流作最后的调整,使其均匀、顺直地流向水泵叶轮室进口,该段的几何参数包括圆台段高度H3、进口直径D1和出口直径D2;
⑤在所述直线段1中设置中隔墩4,其作用主要是满足流道结构布置的需要,同时也有利于调整从前池进入流道的水流;所述中隔墩4分为头部圆弧段、中部直段和尾部圆弧段等3部分,其几何参数包括中隔墩长度Lg、厚度Bg、头部圆弧半径Rg1和尾部圆弧半径Rg2;
⑥所提供的系列斜式进水流道分为6种,其中:第1种所对应的泵轴倾角为15°,流道断面数据列于表2,流道单线图及断面位置示于图2(a)和图2(b);第2种所对应的泵轴倾角为20°,流道断面数据列于表3,流道单线图及断面位置示于图3(a)和图3(b);第3种所对应的泵轴倾角为25°,流道断面数据列于表4,流道单线图及断面位置示于图4(a)和图4(b);第4种所对应的泵轴倾角为30°,流道断面数据列于表5,流道单线图及断面位置示于图5(a)和图5(b);第5种所对应的泵轴倾角为35°,流道断面数据列于表6,流道单线图及断面位置示于图6(a)和图6(b);第6种所对应的泵轴倾角为40°,流道断面数据列于表7,流道单线图及断面位置示于图7(a)和图7(b);表2~表7中的流道断面数据采用以水泵叶轮直径D为基准值的相对值表示。
表2对应泵轴倾角为15°的斜式进水流道断面数据表
表3对应泵轴倾角为20°的斜式进水流道断面数据表
表4对应泵轴倾角为25°的斜式进水流道断面数据表
表5对应泵轴倾角为30°的斜式进水流道断面数据表
表6对应泵轴倾角为35°的斜式进水流道断面数据表
表7对应泵轴倾角为40°的斜式进水流道断面数据表
(3)建立便于推广的水力性能优异的系列斜式进水流道应用方法;
①根据拟应用本发明的泵站的设计净扬程在所述系列斜式进水流道中选定相应序号的斜式进水流道;
②将所述相应序号的斜式进水流道各几何尺寸参数相对值乘以所述泵站拟采用的水泵叶轮直径D进行换算,得该泵站进水流道的所需尺寸;
③所述相应序号的斜式进水流道换算后的直线段1的长度L1根据所述泵站结构布置的需要在已有尺寸的基础上加长或缩短,改变直线段1的长度L1时不改变弯曲段2的几何参数;
④所述相应序号的斜式进水流道换算后的圆台段3的高度H3根据拟应用本发明的泵站的实际需要在已有尺寸的基础上适当增加或减少,改变圆台段3的高度H3时不改变弯曲段2的几何参数;
⑤根据换算并调整后的所述对应序号的斜式进水流道的几何参数,在绘图软件AUTOCAD中绘制所需的斜式进水流道单线图。
实施例
某大型低扬程泵站拟采用斜式轴伸泵装置,该泵站设计净扬程H为2.8m,水泵叶轮直径D为3.6m,流道直线段长度为7m、圆台段高度为0.6m。
(1)本发明提供的水力性能优异的系列斜式进水流道如下:
以水泵叶轮直径D为基准值。本发明提供的所述6种斜式进水流道的直线段1的长度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;所提供的系列中与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2的高度H2分别为0.872D、0.879D、0.889D、0.899D、0.912D和0.927D,弯曲段2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3的高度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4的长度Lg、厚度Bg、头部圆弧半径Rg1、尾部圆弧半径Rg2的尺寸相等,其值分别为:Lg=1.60D、Bg=0.17D+0.2m、Rg1=0.3D、Rg2=3D;所述6种斜式进水流道纵剖面上边线5的坐标(X1,Y1)、纵剖面下边线6的坐标(X2,Y2)、断面高度Hw、断面宽度Bw和断面过渡圆半径Rw等数据分别列于表2、表3、表4、表5、表6和表7,所述6种斜式进水流道的断面位置分别示于图2(a)及图2(b)、图3(a)及图3(b)、图4(a)及图4(b)、图5(a)及图5(b)、图6(a)及图6(b)、图7(a)及图7(b)。
(2)本发明提供的应用方法如下:
①应用本发明的低扬程泵站的设计净扬程H为2.8m,根据表1选择对应序号为4的斜式进水流道,序号为4的斜式进水流道的断面数据见表5;
②应用本发明的泵站的水泵叶轮直径D为3.6m,将表5中的各几何尺寸相对值乘以3.6m进行换算,可得该泵站斜式进水流道的断面数据,列于表8(表中的尺寸单位为m);
表8应用本发明的泵站的斜式进水流道断面数据表
③应用本发明的泵站的进水流道直线段1的长度L1′为7m,而第②步骤换算后得到直线段1的长度L1为5.868m,为此,需将L1加长1.132m,加长的方式示于图8;在加长L1的同时相应调整中隔墩4的尺寸;图中,改变后的直线段1和中隔墩4用虚线表示,它们的长度分别用L1′和Lg′表示;
④应用本发明的泵站的斜式进水流道圆台段3的高度H3′为0.6m,而第②步骤换算后得到的圆台段3的高度H3为0.846m,为此,需将H3减少0.246m,减少的方式示于图9;图中,调整后的圆台段3用虚线表示,其高度用H3′表示;
⑤根据第②步骤换算和第③步骤、第④步骤调整后的斜式进水流道的几何参数,在绘图软件AUTOCAD中绘制应用本发明的泵站所需的斜式进水流道单线图。
Claims (9)
1.系列斜式进水流道,其特征是,与泵轴倾角分别为15°、20°、25°、30°、35°和40°的斜式轴伸泵配套使用的6种斜式进水流道,形成系列斜式进水流道;所述系列斜式进水流道中的每一种斜式进水流道均包括沿水流方向设置的直线段(1)、弯曲段(2)和圆台段(3),直线段(1)内设有中隔墩(4);
所述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:
所述直线段(1)位于弯曲段(2)进口断面之前,直线段(1)是泵站前池和弯曲段(2)之间的过渡段,其作用是消除泵站前池来流中的横向流速,直线段的断面形状为矩形,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;
所述弯曲段的断面形状由进口的矩形渐变为出口的圆形,弯曲段(2)的作用是使水流进行有序转向和均匀加速,所述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,所述6种斜式进水流道弯曲段的长度L2分别为1.398D、1.411D、1.428D、1.448D、1.472D和1.499D;
所述圆台段(3)位于弯曲段(2)出口断面之后,其作用是对从弯曲段(2)流出的水流作最后的调整,使其均匀、顺直地流向水泵叶轮室进口,圆台段的断面形状为圆形,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(4)的长度Lg、厚度Bg、头部圆弧半径Rg1、尾部圆弧半径Rg2的尺寸相等,其值分别为:Lg=1.60D、Bg=0.17D+0.2m、Rg1=0.3D、Rg2=3D。
2.根据权利要求1所述的系列斜式进水流道,其特征是,所述对应泵轴倾角为15°的斜式轴伸泵配套使用的斜式进水流道断面数据包括流道纵剖面上边线(5)坐标(X1,Y1)、纵剖面下边线(6)坐标(X2,Y2)、断面高度Hw、断面宽度Bw和断面形状由矩形渐变为圆形的过渡圆半径Rw,对应泵轴倾角为15°的斜式进水流道断面数据见表1,表1中数据是以水泵叶轮直径D为基准值的相对值,
表1对应泵轴倾角为15°的斜式进水流道断面数据表
3.根据权利要求1所述的系列斜式进水流道,其特征是,所述对应泵轴倾角为20°的斜式轴伸泵配套使用的斜式进水流道断面数据包括流道纵剖面上边线(5)坐标(X1,Y1)、纵剖面下边线(6)坐标(X2,Y2)、断面高度Hw、断面宽度Bw和断面形状由矩形渐变为圆形的过渡圆半径Rw,对应泵轴倾角为20°的斜式进水流道断面数据见表2,表2中数据是以水泵叶轮直径D为基准值的相对值,
表2对应泵轴倾角为20°的斜式进水流道断面数据表
4.根据权利要求1所述的系列斜式进水流道,其特征是,所述对应泵轴倾角为25°的斜式轴伸泵配套使用的斜式进水流道断面数据包括流道纵剖面上边线(5)坐标(X1,Y1)、纵剖面下边线(6)坐标(X2,Y2)、断面高度Hw、断面宽度Bw和断面形状由矩形渐变为圆形的过渡圆半径Rw,对应泵轴倾角为25°的斜式进水流道断面数据见表3,表3中数据是以水泵叶轮直径D为基准值的相对值,
表3对应泵轴倾角为25°的斜式进水流道断面数据表
5.根据权利要求1所述的系列斜式进水流道,其特征是,所述与泵轴倾角30°的斜式轴伸泵配套使用的斜式进水流道断面数据包括流道纵剖面上边线(5)坐标(X1,Y1)、纵剖面下边线(6)坐标(X2,Y2)、断面高度Hw、断面宽度Bw和断面形状由矩形渐变为圆形的过渡圆半径Rw,对应泵轴倾角为30°的斜式进水流道断面数据见表4,表4中数据是以水泵叶轮直径D为基准值的相对值,
表4对应泵轴倾角为30°的斜式进水流道断面数据表
6.根据权利要求1所述的系列斜式进水流道,其特征是,所述对应泵轴倾角为35°的斜式轴伸泵配套使用的斜式进水流道断面数据包括流道纵剖面上边线(5)坐标(X1,Y1)、纵剖面下边线(6)坐标(X2,Y2)、断面高度Hw、断面宽度Bw和断面形状由矩形渐变为圆形的过渡圆半径Rw,对应泵轴倾角为35°的斜式进水流道断面数据见表5,表5中数据是以水泵叶轮直径D为基准值的相对值,
表5对应泵轴倾角为35°的斜式进水流道断面数据表
7.根据权利要求1所述的系列斜式进水流道,其特征是,所述对应泵轴倾角为40°的斜式轴伸泵配套使用的斜式进水流道断面数据包括流道纵剖面上边线(5)坐标(X1,Y1)、纵剖面下边线(6)坐标(X2,Y2)、断面高度Hw、断面宽度Bw和断面形状由矩形渐变为圆形的过渡圆半径Rw,对应泵轴倾角为40°的斜式进水流道断面数据见表6,表6中数据是以水泵叶轮直径D为基准值的相对值,
表6对应泵轴倾角为40°的斜式进水流道断面数据表
8.系列斜式进水流道的应用方法,其特征是,包括以下步骤:
(1)与泵轴倾角分别为15°、20°、25°、30°、35°和40°的斜式轴伸泵配套使用的6种斜式进水流道,形成系列斜式进水流道;所述系列斜式进水流道中的每一种斜式进水流道均包括沿水流方向设置的直线段(1)、弯曲段(2)和圆台段(3),直线段(1)内设有中隔墩(4);
所述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:
所述直线段(1)位于弯曲段(2)进口断面之前,直线段(1)是泵站前池和弯曲段(2)之间的过渡段,其作用是消除泵站前池来流中的横向流速,直线段的断面形状为矩形;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;
所述弯曲段的断面形状由进口的矩形渐变为出口的圆形,弯曲段(2)的作用是使水流进行有序转向和均匀加速,所述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,所述6种斜式进水流道弯曲段的长度L2分别为1.398D、1.411D、1.428D、1.448D、1.472D和1.499D;
所述圆台段(3)位于弯曲段(2)出口断面之后,其作用是对从弯曲段(2)流出的水流作最后的调整,使其均匀、顺直地流向水泵叶轮室进口,圆台段的断面形状为圆形;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(4)的长度Lg、厚度Bg、头部圆弧半径Rg1、尾部圆弧半径Rg2的尺寸相等,其值分别为:Lg=1.60D、Bg=0.17D+0.2m、Rg1=0.3D、Rg2=3D;
所述系列斜式进水流道采用断面位置图和断面数据表表示,断面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Hw、断面宽度Bw和断面形状由矩形渐变为圆形的过渡圆半径Rw;
(2)根据拟应用本发明的泵站的设计净扬程H,确定对应的斜式轴伸泵装置的泵轴倾角β;
(3)根据所确定的泵轴倾角β,在本发明的系列斜式进水流道中找到对应序号的斜式进水流道;
(4)将所述对应序号的斜式进水流道各几何尺寸的相对值乘以所述泵站拟采用的水泵叶轮直径D进行换算,便得到所述泵站斜式进水流道直线段、弯曲段和圆台段的实际所需尺寸;
(5)所述系列斜式进水流道直线段的长度L1为1.63D,根据所述泵站结构布置的需要,对所述换算后的斜式进水流道的L1进行调整,同时相应地调整中隔墩的长度Lg;
(6)所述系列斜式进水流道圆台段的高度H3=0.11D+0.45m,根据所述泵站的实际需要,对所述换算后的斜式进水流道的H3进行调整;
(7)根据所述换算并调整后的斜式进水流道的几何参数,在绘图软件AUTOCAD中绘制所需的斜式进水流道单线图。
9.根据权利要求8所述的系列斜式进水流道的应用方法,其特征是,拟应用本发明的泵站的设计净扬程H与泵轴倾角β的对应关系为:1m≤H<1.5m时,对应的β为15°;1.5m≤H<2m时,对应的β为20°;2m≤H<2.5m时,对应的β为25°;2.5m≤H<3m时,对应的β为30°;3m≤H<3.5m时,对应的β为35°;3.5m≤H<4m时,对应的β为40°。
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