CN107386210B - 带弧形分流板的肘形进水流道 - Google Patents

带弧形分流板的肘形进水流道 Download PDF

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Abstract

带弧形分流板的肘形进水流道，属于水利工程技术领域。包括线性渐缩段、弯肘渐缩段、直锥段、隔墩，其特征是，所述弯肘渐缩段内设有弧形分流板，该弧形分流板的纵断面为弧形，其中心线与弯肘渐缩段的中心线形状一致。当水流从肘形进水流道线性渐缩段流出后，水流流速分布均匀，但流入弯肘段时，水流主流偏向肘形流道内侧，内侧流速高于外侧。然在经过弧形分流板的弯肘段时，弯肘段的流动分离得到合理控制，进水流道的水流流动更加平顺，改善弯肘渐缩段的流速均匀度以及进水流道出口的流速分布。

Description

带弧形分流板的肘形进水流道
技术领域
本发明涉及一种加设弧形分流板的肘形进水流道，属于水利工程技术领域。
背景技术
肘形进水流道为单向收缩进水流道，其主要由线性渐缩段、弯肘渐缩段、直锥段组成。线性渐缩段各过流断面均匀收缩，水流平顺流动，压力与速度变化均匀。在弯肘渐缩段，水流变水平运动变铅直运动，同时在惯性力作用下，弯肘渐缩段内侧压力低、流速高，弯肘渐缩段外侧压力高、流速低，主流集中在弯肘渐缩段内侧，在弯肘渐缩段内侧容易产生流动分离。流动分离对进水流道的流动性能影响极大。流动分离时，往往会产生涡旋且流动分离越严重的部位涡旋也更明显。水流在肘形进水流道线性渐缩段内，动能与压能转换率较小，而在弯肘渐缩段，压能与动能转换率较高。弯肘渐缩段占肘形进水流道的水力损失较大，弯肘渐缩段的轴向速度分布均匀度变化较大且弯肘渐缩段往往影响进水流道出口流速分布。
因此控制弯肘渐缩段的流动分离，抑制涡旋产生，有利于提高流道的效率，同时也是改善肘形进水流道水力特性的关键。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种带弧形分流板的肘形进水流道。本发明为用于肘形进水流道的弧形分流板，位于肘形进水流道内弯肘渐缩段的适当位置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种带弧形分流板的肘形进水流道，包括线性渐缩段、弯肘渐缩段、直锥段、置于线性渐缩段处的隔墩，其特征是，所述弯肘渐缩段内设有弧形分流板，该弧形分流板的纵断面为弧形，其中心线与弯肘渐缩段的中心线形状一致。
进一步地，所述弧形分流板厚度为0.01 D-0.02 D，顺水流方向的长度为0.6 D-0.9 D，垂直水流方向的宽度与弧形分流板所处的肘形进水流道（弯肘渐缩段）宽度一致，D为水泵叶轮直径。弧形分流板的厚度在尽可能保证刚度和强度的情况下，尽可能的薄，降低水力损失（越厚水力损失越大）。
进一步地，所述弧形分流板（中心线）至所处的肘形进水流道顶板的距离为0.4ht，弧形分流板（中心线）至所处的肘形进水流道底部的距离为0.6ht，ht为弧形分流板所处的肘形进水流道弯肘渐缩段的高度。
弯肘渐缩段内侧流速大，压力小，主流偏向内侧，通过设置分流板（分流板偏向内侧），控制弯肘段压能与动能的转换，进而控制弯肘渐缩段的流动分离，抑制涡旋产生，利于改善肘形进水流道水力特性，提高流道的效率。
进一步地，所述弧形分流板的头部断面为椭圆型，尾部断面为流线型，使水流损失最小。
进一步地，所述弧形分流板两侧边与进水流道的内侧壁固定连接，弧形分流板头部中间处与流道中的隔墩侧边固定连接，从而弧形分流板将隔墩分成上、下两部分，隔墩的下部分顺水流方向延伸，该延伸部与弧形分流板底部固定连接。
进一步地，所述弧形分流板采用玻璃钢或防锈防腐金属构件，并保证足够的刚度。
进一步地，所述隔墩延伸部的高度为0.6ht，ht为弧形分流板所处的肘形进水流道弯肘渐缩段的高度。
进一步地，所述弧形分流板头部中间处设有缺口，该缺口用于与流道中的隔墩侧边固定连接。
本发明在肘形进水流道的弯肘渐缩段设置一块弧形分流板，该弧形分流板从弯肘渐缩段喉部断面开始，顺水流延伸，弧形分流板形状与其所在的弯肘渐缩段区位的流道中心线一致，弧形分流板设置偏向肘形进水流道的内侧，略高于流道中心线，分流板至流道顶板为0.4倍的喉部（弯肘渐缩段）高度ht，即0.4ht，至流道底部为0.6ht。
本发明用于肘形进水流道的改进，弧形分流板位于肘形进水流道的弯肘渐缩段。当水流从肘形进水流道线性渐缩段流出后，水流流速分布均匀，但流入弯肘段时，水流主流偏向肘形流道内侧，内侧流速高于外侧。然在经过弧形分流板的弯肘段时，弯肘段的流动分离得到合理控制，进水流道的水流流动更加平顺，改善弯肘渐缩段的流速均匀度以及进水流道出口的流速分布。
本发明适用于各种肘形进水流道，能够有效控制进水流动分离的发生与强度，使水流更加平顺，提高肘形进水流道出口的流速均匀度。
肘形进水流道是国内外已建大型泵站最常采用的，也是国家标准GB/T50265-97推荐采用的一种进水流道。跨流域调水、供水工程和排灌工程等有大量的泵站进水流道建设和更新改造。本发明有利于控制肘形进水流道弯肘段的流动分离，改善进水流态和流道出口流速分布，技术可靠，结构简单，易于实施，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明的正视图；
图2为图1中的A部放大图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明的右视图；
图5为本发明的三维透视图；
图中：1线性渐缩段、2弯肘渐缩段、3直锥段、4隔墩、5弧形分流板、6隔墩延伸部。
具体实施方式
本发明适用于各种肘形进水流道，按照本设计要求设计绘图。
确定肘形进水流道喉部断面位置，按照该弯肘渐缩段区位的流道中心线的一段为弧形分流板断面中心线，以此线按照（0.01-0.02）D加厚。弧形分流板设置偏向肘形进水流道的内侧，略高于流道中心线，分流板上部为0.4h t，下部为0.6h t。
弧形分流板顺水流方向长度为（0.6-0.9）D，根据流道具体设计尺寸适当取值，垂直水流方向与分流板所处的肘形流道宽度一致。
弧形分流板的纵断面形状为弧形，头部断面设计成椭圆形，尾部的断面为流线型，使水流损失最小。
弧形分流板的两边与肘形进水流道的两侧壁固定连接，分流板中间段与肘形进水流道的中隔墩固定连接。
弧形分流板可以采用玻璃钢，也可以采用防锈防腐金属构件，并保证足够的刚度。
本发明在肘形进水流道的弯肘渐缩段设置一块弧形分流板，该弧形分流板从弯肘渐缩段喉部断面开始，顺水流延伸。本发明适用于各种肘形进水流道，能够有效控制流动分离的发生，使水流更加平顺，提高肘形进水流道出口的流速均匀度。

Claims (6)

1.一种带弧形分流板的肘形进水流道，包括线性渐缩段(1)、弯肘渐缩段(2)、直锥段(3)、置于线性渐缩段处的隔墩(4)，其特征是，所述弯肘渐缩段内设有弧形分流板(5)，该弧形分流板的纵断面为弧形，其中心线与弯肘渐缩段的中心线形状一致；所述弧形分流板两侧边与进水流道的内侧壁固定连接，弧形分流板头部中间处与流道中的隔墩侧边固定连接，从而弧形分流板将隔墩分成上、下两部分，隔墩的下部分顺水流方向延伸，该延伸部(6)与弧形分流板底部固定连接，所述弧形分流板头部中间处设有缺口，该缺口用于与流道中的隔墩侧边固定连接。
2.根据权利要求1所述的带弧形分流板的肘形进水流道，其特征是，所述弧形分流板厚度为0.01D-0.02D，顺水流方向的长度为0.6D-0.9D，垂直水流方向的宽度与弧形分流板所处的肘形进水流道宽度一致，D为水泵叶轮直径。
3.根据权利要求1所述的带弧形分流板的肘形进水流道，其特征是，所述弧形分流板至所处的肘形进水流道顶板的距离为0.4ht，至所处的肘形进水流道底部的距离为0.6ht，ht为弧形分流板所处的肘形进水流道弯肘渐缩段的高度。
4.根据权利要求1所述的带弧形分流板的肘形进水流道，其特征是，所述弧形分流板的头部断面为椭圆型，尾部断面为流线型，使水流损失最小。
5.根据权利要求1所述的带弧形分流板的肘形进水流道，其特征是，所述弧形分流板采用玻璃钢或防锈防腐金属构件，并保证足够的刚度。
6.根据权利要求1所述的带弧形分流板的肘形进水流道，其特征是，所述隔墩延伸部的高度为0.6ht，ht为弧形分流板所处的肘形进水流道弯肘渐缩段的高度。
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