CN105975729A - 一种消除大流量斜式轴流泵站出水流道偏流的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除大流量斜式轴流泵站出水流道偏流的方法，属于水利工程泵站技术领域。该方法的特征是：在斜式出水流道常规中隔墩长度的基础上，适当增加中隔墩长度；采用CFD方法，对具有不同中隔墩长度增加量的斜式出水流道计算方案分别进行三维流场计算；计算所述各个方案左右两孔的出流比，并绘制所述两孔出流比与中隔墩长度增加量相对值之间的关系曲线，在该曲线上找到两孔出流比为1时所对应的中隔墩长度增加量；在出水流道常规中隔墩长度的基础上增加所得到的最适宜中隔墩长度增加量，构成拟采用的出水流道方案。本发明主要用于解决因大流量斜式轴流泵站出水流道内的水流严重偏流而导致的安装在工作闸门上的拍门产生振动的问题。

Description

一种消除大流量斜式轴流泵站出水流道偏流的方法

技术领域

本发明属于水利工程泵站技术领域，具体涉及一种消除大流量斜式轴流泵站出水流道偏流的方法，主要用于解决因出水流道内的水流严重偏流而导致的安装在流道出口工作闸门上的拍门产生振动的问题。

背景技术

为了适应较低的扬程，一些大流量泵站采用倾斜安装的轴流泵，其泵轴与水平线成一定角度的夹角α(α＝15°～45°)，与斜式进水流道和斜式出水流道配合使用。斜式出水流道均需设计成向下弯曲的形体，以便泵轴伸出流道与驱动电机联结。

斜式出水流道的出口需设置液压控制的工作闸门，用于在水泵机组停机时能快速下落截断水流，防止水泵机组因水流倒流而发生飞逸。为防工作闸门失灵，还需在工作闸门外口设置事故闸门。由于大流量斜式轴流泵站出水流道出口断面的宽度较大，为避免采用大宽度的闸门，通常在出水流道出口设置闸门处设置中隔墩，以便将大宽度闸门分为两块宽度较小的闸门。斜式出水流道常规中隔墩的长度根据满足设置工作闸门和事故闸门的要求确定。

因为大流量泵站的轴流泵机组是在闭闸情况下启动的，为防止水泵驱动电机在启动过程中过载，常用的方法是在工作闸门上开设2～4扇拍门。在水泵机组的启动阶段，工作闸门尚未来得及开启，但装设在工作闸门上的拍门则可以在水流的撞击下率先开启，使水泵的启动扬程降低，从而达到降低水泵轴功率、防止驱动电机过载的目的。

研究结果表明：在水泵运行过程中，由于从水泵导叶体流出的水流具有较大的环量，当旋转的水流从弯曲的出水流道流过时，在水流惯性和离心力的共同作用下，流道内的水流发生显著的偏流现象；面向出水流道出口向出水流道看，水泵的旋转方向为顺时针，流道内的主流偏向右侧；偏流导致安装在右侧工作闸门上的拍门在不稳定水流的作用下产生较大的振动和对闸门的撞击，发出巨大的声响，严重影响到水泵机组的稳定运行。

发明内容

本发明的目的就是针对上述方法中的缺陷，根据研究得到的增加中隔墩长度可使流道内的水流从右偏改变为左偏的现象(面向出水流道出口向出水流道看，下同)，逐步增加中隔墩长度并寻求最适宜的中隔墩长度增加量，使斜式出水流道左右两孔的出流均衡，从而达到解决流道出口偏流问题的目的。本发明的特征是：根据逐步增加斜式出水流道中隔墩长度可使流道出口的水流从右偏改变为左偏的现象，在斜式出水流道常规中隔墩长度的基础上适当增加中隔墩长度，使斜式出水流道左右两孔的出流均衡，从而解决因出水流道内的水流严重偏流而导致的安装在流道出口工作闸门上的拍门产生振动的问题；采用CFD方法，对具有不同中隔墩长度增加量的斜式出水流道计算方案分别进行三维流场计算；根据三维流场数值模拟结果，计算所述各个方案左右两孔的出流比，并绘制所述两孔出流比与中隔墩长度增加量相对值(以水泵叶轮直径D₀为基准值)之间的关系曲线；在该曲线上找到两孔出流比为1时所对应的中隔墩长度增加量相对值并将其乘以D₀得到中隔墩长度增加量，将其作为最适宜的中隔墩长度增加量；在出水流道常规中隔墩长度的基础上增加所得到的最适宜中隔墩长度增加量，构成所述大流量斜式轴流泵站拟采用的出水流道方案。本发明提供的方法对解决大流量斜式轴流泵站因出水流道内的水流严重偏流而导致的流道出口水流不稳定及拍门振动问题具有十分重要的意义。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

1.经过深入研究，发现：采用常规中隔墩的斜式出水流道内的水流严重右偏；在常规中隔墩的基础上适当增加中隔墩长度可减轻流道内水流右偏的程度；中隔墩长度增加过大，会使斜式出水流道内的水流从右偏改变为左偏；根据这一现象可寻求适宜的中隔墩长度增加量，以解决因斜式出水流道内的水流严重偏流而导致的安装在流道出口工作闸门上的拍门产生振动的问题；

2.根据大流量斜式轴流泵站初步设计的斜式出水流道的几何形体尺寸，在出水流道内设置常规长度的中隔墩，形成出水流道计算方案1；从所述斜式出水流道直线段的水平长度中扣除已有常规中隔墩的长度，将余下的部分分为n等份，每等份的长度为ΔL；在计算方案1的基础上将中隔墩长度增加ΔL形成出水流道计算方案2；在计算方案2的基础上将中隔墩长度增加ΔL形成出水流道计算方案3；依此类推，形成(n+1)个具有不同中隔墩长度的出水流道计算方案；

3.采用CFD方法对所述斜式出水流道各计算方案进行设计流量的三维流场数值模拟，根据流场数值模拟的结果分别计算流道左右两孔的出流量；

4.所述出水流道三维流场数值模拟的边界条件按以下方式给出：

(1)所述三维流场进口断面的边界条件为平均轴向流速和平均切向流速的迭加；

(2)所述平均轴向流速根据所述大流量泵站单台水泵机组的设计流量和流道进口的过流断面面积计算；

(3)为准备好所述出水流道三维流场数值模拟所需的进口断面边界条件，在水泵模型导叶体出口水流平均角速度检测装置中，对常用轴流泵模型导叶体出口设计流量的水流所具有的平均角速度一一进行检测，并将检测结果保存备用；

(4)根据原型水泵与模型水泵导叶体出口断面水流速度的环量比等于模型比的原则，将所检测的模型水泵的平均角速度按(1)式换算至原型水泵：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}={\mathrm{\λ}}_L\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_m(D_{1m}^2-D_{2m}^2)}{D_1^2-D_2^2}---\left(1\right)$

式中，和分别为模型水泵和原型水泵导叶体出口断面水流的平均角速度，rad/s；D_0m和D₀分别为模型水泵和原型水泵的叶轮直径，m；λ_L为原型水泵与模型水泵的模型比；D_1m和D₁分别为模型水泵和原型水泵导叶体出口断面直径，m；D_2m和D₂分别为模型水泵和原型水泵导叶轮毂体出口断面的直径，m；下标“m”表示模型水泵的数据；

根据所述流场进口断面切向动能的平衡关系，该断面的平均切向流速按(2)式计算：

式中，为所述流场进口断面的平均切向流速，m/s；

(5)所述出水流道的出口断面与所述大流量泵站的出水池连接，所述流场的出口断面设在出水池中，距出水流道出口断面2倍所述出水流道直线段的水平长度，该流场出口断面的边界条件按自由出流边界条件给出；

5.从出水流道计算方案1开始，对所述(n+1)个具有不同中隔墩长度的斜式出水流道计算方案依次进行下列计算：

(1)采用CFD方法对出水流道进行设计流量的三维流场数值模拟；

(2)根据第(1)步的三维流场数值模拟结果，计算出水流道左右两孔的出流量及出流比；

(3)根据第(2)步的计算结果，以所述大流量泵站拟采用水泵的叶轮直径D₀为基准，计算斜式出水流道中隔墩长度增加量的相对值并绘制流道左右两孔出流比与中隔墩长度增加量相对值之间的关系曲线；

(4)若出水流道左右两孔的出流比小于1，则返回第(1)步对下一个出水流道计算方案进行第(1)步～第(3)步的工作；若左右两孔的出流比大于等于1，则进入第6步骤；

6.在第5步骤第(3)步绘制的关系曲线上，找到两孔出流比为1所对应的中隔墩长度增加量相对值，将其乘以水泵叶轮直径D₀得到中隔墩长度增加量，将该中隔墩长度增加量确定为所述斜式出水流道的最适宜中隔墩长度增加量；

7.在斜式出水流道计算方案1的基础上增加所述确定的最适宜中隔墩长度增加量，构成所述大流量斜式轴流泵站需采用的消除偏流的出水流道方案。

本发明消除大流量斜式轴流泵站出水流道偏流的方法，适用于新建大流量泵站出水流道中隔墩的设计，也适用于存在偏流问题的已建泵站出水流道中隔墩的改造。

本发明的目的是这样实现的：

1.根据大流量斜式轴流泵站初步设计的斜式出水流道的几何形体尺寸，在所述斜式出水流道常规中隔墩的长度L₁的基础上，计算中隔墩长度的最适宜增加量；

2.采用CFD方法对所述斜式出水流道进行设计流量的三维流场数值模拟，所述流场数值模拟的边界条件按以下方式给出：

(1)所述三维流场进口断面的边界条件为平均轴向流速和平均切向流速的迭加；

(2)所述平均轴向流速按(3)式计算：

式中，为流场进口断面的平均轴向流速，m/s；Q_设为所述大流量斜式轴流泵站单台水泵机组的设计流量，m³/s；

(3)为准备好所述出水流道三维流场数值模拟所需的进口断面边界条件，在水泵模型导叶体出口水流平均角速度检测装置中，对常用轴流泵模型导叶体出口设计流量的水流所具有的平均角速度一一进行检测，并将检测结果保存备用；

(4)根据原型水泵与模型水泵导叶体出口断面水流速度的环量比等于模型比的原则，将所检测的模型水泵的平均角速度按(4)式换算至原型水泵：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}={\mathrm{\λ}}_L\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_m(D_{1m}^2-D_{2m}^2)}{D_1^2-D_2^2}---\left(4\right)$

式中，和分别为模型水泵和原型水泵导叶体出口断面水流的平均角速度，rad/s；D_0m和D₀分别为模型水泵和原型水泵的叶轮直径，m；λ_L为原型水泵与模型水泵的模型比；

根据所述流场进口断面切向动能的平衡关系，流场进口断面的平均切向流速按(5)式计算：

式中，为所述流场进口断面的平均切向流速，m/s；

(5)所述斜式出水流道的出口断面与所述大流量斜式轴流泵站的出水池连接，所述流场的出口断面设在出水池中，距出水流道出口断面2倍所述出水流道直线段的水平长度，该流场出口断面的边界条件为自由出流，按(6)式给出：

式中，为流场出口断面的平均流速，m/s；x为出水池水流的流动方向；

3.从所述斜式出水流道直线段的水平长度L中扣除已有常规中隔墩的长度L₁，将余下的部分分为n等份，每等份为以常规中隔墩的出水流道为计算方案1；在计算方案1的基础上将中隔墩长度增加ΔL形成出水流道计算方案2；在计算方案2的基础上将中隔墩长度增加ΔL形成出水流道计算方案3；依此类推，形成(n+1)个具有不同中隔墩长度的出水流道计算方案，各出水流道计算方案的中隔墩长度可按(7)式计算：

L_i＝L₁+(i－1)×ΔL(i＝1,2,3......,n+1) (7)

式中，i为斜式出水流道计算方案的编号；L_i为第i个斜式出水流道计算方案中隔墩的长度，m；

4.从i＝1开始，对所述(n+1)个具有不同中隔墩长度L_i的斜式出水流道计算方案依次进行下列计算：

(1)采用CFD方法对第i个出水流道计算方案进行设计流量的三维流场数值模拟；

(2)根据第(1)步的三维流场数值模拟结果，计算出水流道左右两孔的出流量，并按(8)式计算左右两孔的出流比：

式中，(λ_Q)_i为第i个斜式出水流道计算方案左右两孔的出流比；(Q_左)_i、(Q_右)_i分别为第i个斜式出水流道计算方案左孔和右孔的出流量，m³/s；

(3)根据第(2)步的计算结果，以所述大流量泵站拟采用水泵的叶轮直径D₀为基准，计算斜式出水流道中隔墩长度增加量的相对值并绘制左右两孔出流比与中隔墩长度增加量相对值之间的关系曲线；

(4)若(λ_Q)_i＜1，则令i＝i+1并返回本步骤的第(1)步再次进行第(1)步～第(3)步的工作；若(λ_Q)_i≥1，则进入第5步骤；

5.在所绘制的关系曲线上，找到两孔出流比为1所对应的中隔墩长度增加量相对值，并将其乘以水泵叶轮直径D₀得到中隔墩长度增加量，将该中隔墩长度增加量确定为所述斜式出水流道的最适宜中隔墩长度增加量；

6.在斜式出水流道计算方案1的基础上增加所述确定的最适宜中隔墩长度增加量，构成拟应用本发明方法消除偏流的所述大流量斜式轴流泵站出水流道方案。

与现有方法相比，本发明具有以下有益效果：

第一，有效解决了大流量斜式轴流泵站出水流道的偏流问题，可避免因出水流道内的水流严重偏流而导致的流道出口拍门产生的振动和撞击。

第二，斜式出水流道实现左右两孔均衡出流后，大大减轻了流道内水流的压力脉动，不仅提高了水泵机组的工作稳定性，同时也提高了工作闸门及拍门自身的安全性。

第三，斜式出水流道实现左右两孔均衡出流后，流道内的流态整体得到明显改善，流道的水头损失随之减小。

附图说明

图1a为本发明实施例的采用常规中隔墩长度出水流道方案的立面示意图；

图1b为本发明实施例的采用常规中隔墩长度出水流道方案的平面示意图；

图2为本发明实施例不同计算方案中隔墩长度增加量的示意图；

图3为本发明实施例出水流道左右两孔出流比与中隔墩长度增加量相对值的关系曲线；

图4为本发明实施例最适宜中隔墩长度增加量的中隔墩长度尺寸示意图。

图中，1弯曲段，2直线段，3常规中隔墩，4工作闸门，5事故闸门，6拍门，7左孔，8右孔，9水泵导叶体，10轮毂体。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

某泵轴倾角为20°的大流量斜式轴流泵站，其水泵机组的单台设计流量为50m³/s，选用型号为TJ04-ZL-19的水泵模型，原型水泵的叶轮直径D₀＝3.55m、水泵转速为112r/min；模型水泵的叶轮直径D_0m＝0.15m，模型水泵导叶体和轮毂体出口断面的直径分别为D_1m＝0.318m和D_2m＝0.125m，原型水泵导叶体9和轮毂体10出口断面的直径分别为D₁＝3.763m和D₂＝1.479m；初步设计的斜式出水流道立面和平面示意图分别如图1a和图1b所示；出水流道出口设置工作闸门4和事故闸门5，在工作闸门4上设置4扇拍门6。为避免该泵站因出水流道内的水流偏流严重而导致流道出口工作闸门4上的拍门6产生振动和撞击，拟应用本发明的方法适当增加中隔墩长度，最适宜中隔墩长度增加量的计算步骤如下：

1.本实施例的大流量斜式轴流泵站初步设计的斜式出水流道的示意图示于图1a和图1b，所述出水流道分为弯曲段1和直线段2，常规中隔墩3设置在直线段2的出口，面向出水流道出口向出水流道看，常规中隔墩3所在的直线段2被分为左孔7和右孔8；直线段2的水平长度L＝20.35m，常规中隔墩3的长度L₁＝11.611m；

2.采用CFD方法对所述斜式出水流道进行设计流量的三维流场数值模拟，所述流场数值模拟的边界条件按以下方式给出：

(1)所述三维流场进口断面的边界条件为平均轴向流速和平均切向流速的迭加；

(2)根据(3)式计算所述平均轴向流速：

(3)在水泵模型导叶体出口水流平均角速度检测装置中，测试得到所述大流量斜式轴流泵站拟采用的TJ04-ZL-19号水泵模型导叶体出口设计流量的水流所具有的平均角速度根据(4)式计算原型水泵导叶体9出口水流所具有的平均角速度：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}={\mathrm{\λ}}_L\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_m(D_{1m}^2-D_{2m}^2)}{D_1^2-D_2^2}=\frac{3.55}{0.15}\×\frac{10.467\×({0.318}^2-{0.125}^2)}{{3.763}^2-{1.479}^2}=1.769rad/s$

根据(5)式计算所述平均切向流速：

(4)所述出水流道的出口断面与所述大流量斜式轴流泵站的出水池连接，所述流场的出口断面设在出水池中，距出水流道出口断面40.7m，该流场出口断面的边界条件按(6)式给出；

3.从所述斜式出水流道直线段2的水平长度L＝20.35m中扣除已有常规中隔墩3的长度L₁＝11.611m，将余下的部分等分为7份，每等份为

以采用常规中隔墩3的出水流道为计算方案1；在计算方案1的基础上将中隔墩长度增加1.248m形成出水流道计算方案2；在计算方案2的基础上将中隔墩长度增加1.248m形成出水流道计算方案3；依此类推，形成8个具有不同中隔墩长度的出水流道计算方案，根据(7)式计算得到各出水流道计算方案的中隔墩长度分别为L₁＝11.611m、L₂＝12.859m、L₃＝14.108m、L₄＝15.356m、L₅＝16.605m、L₆＝17.853m、L₇＝19.102m和L₈＝20.350m，如图2所示；

4.采用CFD方法对i＝1的出水流道计算方案1进行设计流量的三维流场数值模拟，根据三维流场数值模拟结果，计算得到出水流道左孔7出流量(Q_左)₁和右孔8出流量(Q_右)₁分别为8.3m³/s和41.7m³/s，按(8)式计算左孔7和右孔8的出流比(λ_Q)₁＝0.20，计算结果列于表1；

表1本实施例不同中隔墩长度增加量时斜式出水流道左右两孔出流比

出水流道计算方案编号i	1	2	3	4	5	6	7	8
									中隔墩长度增加量ΔLi(m)	0	1.248	2.497	3.745	4.994	6.242	7.491	8.739
中隔墩长度增加量相对值ΔLi/D0	0	0.3515	0.7034	1.0549	1.4068	1.7583	2.1101	2.4617
									出水流道左右两孔出流比(λQ)i	0.20	0.23	0.27	0.33	0.42	0.57	0.79	1.04

采用CFD方法依次对出水流道计算方案2、计算方案3、计算方案4、计算方案5、计算方案6、计算方案7、计算方案8进行三维流场数值模拟，并根据三维流场数值模拟结果计算各方案出水流道左孔7和右孔8的出流比，计算结果列于表1；

由于(λ_Q)₈＝1.04＞1，故不再计算更大中隔墩长度增加量的出水流道方案；以本实施例大流量泵站拟采用水泵的叶轮直径D₀＝3.55m为基准，计算中隔墩长度增加量的相对值；根据表1中所列数据绘制斜式出水流道左右两孔出流比与中隔墩长度增加量相对值的关系曲线，如图3所示；

5.根据图3所示的关系曲线，可得到出水流道左右两孔出流比为1所对应的中隔墩长度增加量的相对值为2.40，相应的中隔墩长度增加量为2.40D₀＝8.52m，将该增加量确定为所述斜式出水流道的最适宜中隔墩长度增加量；

6.在斜式出水流道计算方案1的基础上增加所述确定的最适宜中隔墩长度增加量，构成拟应用本发明方法消除偏流的所述大流量斜式轴流泵站出水流道方案；该方案中隔墩的长度增加至20.131m，如图4所示。

Claims (3)

1.一种消除大流量斜式轴流泵站出水流道偏流的方法，其特征是，根据逐步增加斜式出水流道中隔墩长度可使流道内的水流从右偏改变为左偏的现象，右偏、左偏是面向出水流道出口向出水流道看，在斜式出水流道常规中隔墩长度的基础上适当增加中隔墩长度，采用CFD方法计算最适宜的中隔墩长度增加量，使斜式出水流道左右两孔的出流均衡，从而达到避免安装在流道出口工作闸门上的拍门在不均衡水流作用下产生振动的目的。

2.一种消除大流量斜式轴流泵站出水流道偏流的方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)根据大流量斜式轴流泵站初步设计的斜式出水流道的几何形体尺寸，在出水流道内设置常规长度的中隔墩，形成出水流道计算方案1；从所述斜式出水流道直线段的水平长度中扣除已有常规中隔墩的长度，将余下的部分分为n等份，每等份的长度为ΔL；在计算方案1的基础上将中隔墩长度增加ΔL形成出水流道计算方案2；在计算方案2的基础上将中隔墩长度增加ΔL形成出水流道计算方案3；依此类推，形成(n+1)个具有不同中隔墩长度的出水流道计算方案；

(2)采用CFD方法对所述斜式出水流道各计算方案进行设计流量的三维流场数值模拟，根据流场数值模拟的结果分别计算流道左右两孔的出流量；

(3)所述出水流道三维流场数值模拟的边界条件按以下方式给出：

①所述三维流场进口断面的边界条件为平均轴向流速和平均切向流速的迭加；

②所述平均轴向流速根据所述大流量泵站单台水泵机组的设计流量和流道进口的过流断面面积计算；

③为准备好所述出水流道三维流场数值模拟所需的进口断面边界条件，在水泵模型导叶体出口水流平均角速度检测装置中，对常用轴流泵模型导叶体出口设计流量的水流所具有的平均角速度一一进行检测，并将检测结果保存备用；

④根据原型水泵与模型水泵导叶体出口断面水流速度的环量比等于模型比的原则，将所检测的模型水泵的平均角速度换算至原型水泵并根据流场进口断面切向动能的平衡关系，计算所述进口断面的平均切向流速；

⑤所述出水流道的出口断面与所述大流量泵站的出水池连接，所述流场的出口断面设在出水池中，距出水流道出口断面2倍所述出水流道直线段的水平长度，该流场出口断面的边界条件按自由出流边界条件给出；

(4)从出水流道计算方案1开始，对所述(n+1)个具有不同中隔墩长度的斜式出水流道计算方案依次进行下列计算：

①采用CFD方法对出水流道进行设计流量的三维流场数值模拟；

②根据第①步的三维流场数值模拟结果，计算出水流道左右两孔的出流量及出流比；

③根据第②步的计算结果，以所述大流量泵站拟采用水泵的叶轮直径D₀为基准，计算斜式出水流道中隔墩长度增加量的相对值并绘制流道左右两孔出流比与中隔墩长度增加量相对值之间的关系曲线；

④若出水流道左右两孔的出流比小于1，则返回第①步对下一个出水流道计算方案进行第①步～第③步的工作；若左右两孔的出流比大于等于1，则进入第(5)步骤；

(5)在第(4)步骤第③步绘制的关系曲线上，找到两孔出流比为1所对应的中隔墩长度增加量相对值，将其乘以水泵叶轮直径D₀得到中隔墩长度增加量，将该中隔墩长度增加量确定为所述斜式出水流道的最适宜中隔墩长度增加量；

(6)在斜式出水流道计算方案1的基础上增加所述确定的最适宜中隔墩长度增加量，构成所述大流量斜式轴流泵站需采用的消除偏流的出水流道方案。

3.根据权利要求2所述的一种消除大流量斜式轴流泵站出水流道偏流的方法，其特征是，所述模型水泵的平均角速度按(1)式换算至原型水泵：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}={\mathrm{\λ}}_L\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}_m(D_{1m}^2-D_{2m}^2)}{D_1^2-D_2^2}---\left(1\right)$

式中，和分别为模型水泵和原型水泵导叶体出口断面水流的平均角速度，rad/s；D_0m和D₀分别为模型水泵和原型水泵的叶轮直径，m；λ_L为原型水泵与模型水泵的模型比；D_1m和D₁分别为模型水泵和原型水泵导叶体出口断面直径，m；D_2m和D₂分别为模型水泵和原型水泵导叶轮毂体出口断面的直径，m；下标“m”表示模型水泵的数据；

按(2)式计算所述流场进口断面的平均切向流速：

式中，为所述流场进口断面的平均切向流速，m/s。