CN205349682U - 一种立式长距离管道泵站模型试验装置 - Google Patents

Abstract

一种立式长距离管道泵站模型试验装置，试验台部分，包括通过管道依次连接的出水罐、第一稳流罐、闸阀、流量计、第二稳流罐、进水罐。泵站模型试验装置部分，包括进水流道、泵段、泵段出口弯管、直管段一和出水管段B；出水管段B包括依次连接的坡底起点弯管B、直管倾斜段B、坡顶弯管B和直管段二B。针对长距离管道泵站，出水管道较长、需爬坡至出水池，泵装置模型难以保证与原型几何相似的安装在试验台上的问题，从而设计一种立式长距离管道泵站模型试验装置。

Description

一种立式长距离管道泵站模型试验装置

技术领域

本实用新型涉及泵装置模型试验领域，特别涉及到一种立式长距离管道泵站模型试验装置。

背景技术

在跨流域调水、城市防洪、水环境改善及农业排灌，大型泵站均有着广泛应用。现代大型泵站设计，泵装置模型试验是其中重要一环，能有效检验水泵装置的能量、汽蚀、飞逸，确保机组在各种工况下安全、稳定和高效的运行。

模型泵装置即是在大型泵站原型机组尺寸、流量过大，难以进行真机试验时，将全部过流部件按同比例缩小得到。将模型泵装置安装至试验台试验后，结果根据相似定律换算到原型，得到泵性能和进、出水流道性能的综合指标；泵装置是指泵段和进、出水流道结合而成的整体。

而对于立式长距离管道泵装置模型(往往带有较长及向上坡度的出水管道)，在安装至试验台时，由于空间限制，往往需要对出水管道进行修改。如果修改不当，就会使得泵装置模型试验结果的可靠性受到影响。

针对长距离管道泵站，出水管道较长、需爬坡至出水池，泵装置模型难以保证与原型几何相似的安装在试验台上的问题，设计了一种立式长距离管道泵站模型试验装置。

实用新型内容

本实用新型针对长距离管道泵站，出水管道较长，需爬坡至出水池，泵装置模型难以保证与原型几何相似的安装在试验台上的问题，设计了一种立式长距离管道泵站模型试验装置。实现本实用新型的技术方案：

一种立式长距离管道泵站模型试验装置。试验台部分，包括通过管道依次连接的出水罐、第一稳流罐、第二稳流罐和进水罐；闸阀和流量计置于第一稳流罐和第二稳流罐之间，所述闸阀靠近第一稳流罐和第二稳流罐；流量计置于闸阀之间；泵站模型试验装置部分，进水罐出水端与进水流道的进水端连接，进水流道的出水端与泵段进口端连接，泵段的出口端与泵段出口弯管进水端连接，泵段出口弯管的出水端与直管段一进水端连接，直管段一出水端与下倾的出水管段B连接；出水管段B包括依次连接的坡底起点弯管B、直管倾斜段B、坡顶弯管B和直管段二B；进行泵站模型试验时，进水罐出水端与进水流道的进水端连接，出水罐的另一端与直管段二B另一端连接。

进一步的，泵段出口弯管为泵段出口90°弯管，泵段出口弯管、直管段一、出水管段B均为等径圆管。

进一步的，坡底起点弯管B(15)中心角δ与直管倾斜段B倾斜角θ关系：

δ＝θ

直管段一和直管段二B中心线距离h：

$(2R\·tan\frac{\mathrm{\δ}}{2}+L_{16})\·sin\mathrm{\θ}=h$

直管段二B安装高度：

$H_2-\frac{D_2}{2}\≤H_w+h_a-h\≤H_2+\frac{D_2}{2}-\frac{D}{2}$

进水流道底板的高度：

$H_1-\frac{D_1}{2}+{\mathrm{\Δh}}_1=h_a$

式中：δ-坡底起点弯管B中心角；R-弯管中心线半径；θ-直管倾斜段B倾斜角；L₁₆-直管倾斜段B长度；Δh₁-进水流道底板距第一稳流罐底部余量；D-出水管管段B中各管道的直径；h-直管段一和直管段二B中心线距离；H_w-泵段出口90°弯管水平中心线距泵装置进水流道底板高度；h_a-泵装置模型进水流道底板距地面高度；D₁-进水罐直径；D₂-出水罐直径；H₁-进水罐中心线距地面高度；H₂-出水罐中心线距地面高度。

有益效果：

1.对于一般的立式长距离管道(带有向上坡度出水管道)泵站模型试验装置均可采用该方式安装。

2.使用文中的泵装置模型出水管修改方法能保证在基本不改变出水管水力损失，不影响泵装置模型试验结果的情况下，顺利将泵装置安装在试验台上，进行模型试验。

附图说明

图1是泵装置模型及试验台立面图；

图2是泵装置模型段立面图；

附图标记如下：

1-进水罐；2-出水罐；3-第一稳流罐；4-闸阀；5-流量计；6-进水流道；7-泵段；9-泵段出口90°弯管；10-直管段一；11-坡底起点弯管A；12-直管倾斜段A；13-坡顶弯管A；14-直管段二A；15-坡底起点弯管B；16-直管倾斜段后B；17-坡顶弯管B；18-直管段二B；19-第二稳流罐。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实例对本实用新型作进一步的说明。

在模型试验时，泵装置需安装在水泵试验台进出水罐之间，其中进、出水罐的直径分别为D₁、D₂，罐子中心线距地面高度分别为H₁、H₂，在出水管道模型组装过程中，绕泵段出口90°弯管的水平中心线O—O旋转180°，使坡度向下，并保持流道的总长度不变。即出水管道模型由泵段出口90°弯管9、直管段一10、坡底起点弯管A11、直管倾斜段A12、坡顶弯管A13、直管段二A14、泵段出口90°弯管9、直管段一10、坡底起点弯管B15、直管倾斜段后B16、坡顶弯管B17、直管段二B18。

一种立式长距离管道泵站模型试验装置。试验台部分，包括通过管道依次连接的出水罐2、第一稳流罐3、第二稳流罐19和进水罐1；闸阀4和流量计5置于第一稳流罐3和第二稳流罐19之间，闸阀4靠近第一稳流罐3和第二稳流罐19；流量计5置于闸阀4之间；泵站模型试验装置部分，进水罐1出水端与进水流道6的进水端连接，进水流道6的出水端与泵段7进口端连接，泵段7的出口端与泵段出口弯管9进水端连接，泵段出口弯管9的出水端与直管段一10进水端连接，直管段一10出水端与下倾的出水管段B连接；出水管段B包括依次连接的坡底起点弯管B15、直管倾斜段B16、坡顶弯管B17和直管段二B18，进行泵站模型试验时，进水罐1出水端与进水流道6的进水端连接，出水罐2的另一端与直管段二B18另一端连接。

坡底起点弯管B15中心角δ与直管倾斜段B16倾斜角θ关系：

δ＝θ

直管段一10和直管段二B18中心线距离h：

$(2R\·tan\frac{\mathrm{\δ}}{2}+L_{16})\·sin\mathrm{\θ}=h$

直管段二B18安装高度：

$H_2-\frac{D_2}{2}\≤H_w+h_a-h\≤H_2+\frac{D_2}{2}-\frac{D}{2}$

进水流道6底板的高度：

$H_1-\frac{D_1}{2}+{\mathrm{\Δh}}_1=h_a$

式中：δ-坡底起点弯管B15中心角；R-弯管15、17中心线半径；θ-直管倾斜段B16倾斜角；L₁₆-直管倾斜段B16长度；Δh₁-进水流道6底板距第一稳流罐3底部余量；D-出水管管段B中各管道的直径；h-直管段一10和直管段二B18中心线距离；H_w-泵段出口90°弯管9水平中心线距泵装置进水流道6底板高度；h_a-泵装置模型进水流道6底板距地面高度；D₁-进水罐1直径；D₂-出水罐2直径；H₁-进水罐1中心线距地面高度；H₂-出水罐2中心线距地面高度。

修改后出水管道与原管道水力损失的关系：

原出水管道模型水力损失：

$H_{w_1}=H_9+H_{10}+H_{11}+H_{12}+H_{13}+H_{14}$

式中：H₉-泵段出口90°弯管9水力损失；H₁₀-直管段一水力损失；H₁₁-坡底起点弯管A水力损失；H₁₂-直管倾斜段A水力损失；H₁₃-坡顶弯管A水力损失；H₁₄-直管段二A水力损失。更改后出水管道模型水力损失：

H_w2＝H₉+H₁₀+H₁₅+H₁₆+H₁₇+H₁₈

式中：H₉-泵段出口90°弯管9水力损失；H₁₀-直管段一10水力损失；H₁₅-坡底起点弯管B15水力损失；H₁₆-直管倾斜段后B16水力损失；H₁₇-坡顶弯管B17水力损失；H₁₈-直管段二B18水力损失。

出水管道为等径管，管内流速不变：

局部损失：

$H_{11}=\mathrm{\ζ}\frac{\stackrel{\‾}{V}}{2g}=H_{13}=H_{15}=H_{17};$

沿程损失：

在闭式试验台，忽略重力影响的情况下

H₁₂+H₁₄＝H₁₆+H₁₈

式中：ζ-坡底(坡顶)弯管局部阻力系数；λ-直管沿程阻力系数；-出水管内水平均流速；L—管道长度。

所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种立式长距离管道泵站模型试验装置，其特征在于，包括通过管道依次连接的出水罐(2)、第一稳流罐(3)、第二稳流罐(19)和进水罐(1)；闸阀(4)和流量计(5)置于第一稳流罐(3)和第二稳流罐(19)之间，所述闸阀(4)靠近第一稳流罐(3)和第二稳流罐(19)，流量计(5)置于闸阀(4)之间；所述进水罐(1)出水端与进水流道(6)的进水端连接，进水流道(6)的出水端与泵段(7)进口端连接，泵段(7)出口端与泵段出口弯管(9)进水端连接，泵段出口弯管(9)的出水端与直管段一(10)进水端连接，直管段一(10)出水端与下倾的出水管段B连接；所述下倾的出水管段B包括依次连接的坡底起点弯管B(15)、直管倾斜段B(16)、坡顶弯管B(17)和直管段二B(18)。

2.根据权利要求1所述的一种立式长距离管道泵站模型试验装置，其特征在于，所述泵段出口弯管(9)为泵段出口90°弯管。

3.根据权利要求1或2所述的一种立式长距离管道泵站模型试验装置，其特征在于，所述坡底起点弯管B(15)中心角δ与直管倾斜段B(16)倾斜角θ关系：

δ＝θ

直管段一(10)和直管段二B(18)中心线距离h：

直管段二B(18)安装高度：

进水流道(6)底板的高度：

式中：δ-坡底起点弯管B(15)中心角；R-弯管(15、17)中心线半径；θ-直管倾斜段B(16)倾斜角；L₁₆-直管倾斜段B(16)长度；Δh₁-进水流道(6)底板距第一稳流罐(3)底部余量；D-出水管段B中各管道的直径；h-直管段一(10)和直管段二B(18)中心线距离；H_w-泵段出口90°弯管(9)水平中心线距泵装置进水流道(6)底板高度；h_a-泵装置模型进水流道(6)底板距地面高度；D₁-进水罐(1)直径；D₂-出水罐(2)直径；H₁-进水罐(1)中心线距地面高度；H₂-出水罐(2)中心线距地面高度。