第10章-進(jìn)水建筑物3進(jìn)水池課件

第三節(jié)進(jìn)水池

一、作用與設(shè)計(jì)要求1．作用：

（1）為水泵創(chuàng)造良好的吸水條件；（2）在泵機(jī)組檢修時(shí)截?cái)嗨?；?）攔截水中污物。2．設(shè)計(jì)要求：

（1）各過水?dāng)嗝嬉休^為均勻的流速分布，防止偏流和大尺度回旋；（2）較小的水力損失；（3）池中無(wú)有害旋渦。第三節(jié)進(jìn)水池1第10章--進(jìn)水建筑物(3進(jìn)水池ppt課件2第10章--進(jìn)水建筑物(3進(jìn)水池ppt課件33．基本流態(tài)

二、進(jìn)水池中的不良流態(tài)

1．偏流、大回漩

2．漩渦3．基本流態(tài)

二、進(jìn)水池中的不良流態(tài)

1．4（1）表面渦Ⅰ．表面凹陷渦dimplevortexⅡ．間隙吸氣渦intermittentairentrainingvortexⅢ．連續(xù)吸氣渦（串通渦）continuousairentrainingvortexⅣ．同軸渦coaxialvortex（1）表面渦5（2）水中渦submergedvortex附底渦floorvortex側(cè)壁渦sidewallvortex后壁渦backwallvortex

水中渦發(fā)生位置及漩渦強(qiáng)度取決于：a．池內(nèi)水流的環(huán)流強(qiáng)度；b．吸水管至池邊壁的距離。而與喇叭淹沒深度沒有直接關(guān)系。（2）水中渦submergedvortex6三、不良流態(tài)的危害1．導(dǎo)致過水?dāng)嗝媪魉俜植嫉牟痪鶆颍档退玫某樗阅埽é恰?，Q↓）2．空氣的吸入會(huì)嚴(yán)重影響水泵的效率并誘發(fā)汽蝕的產(chǎn)生。

1%（體積比）的空氣進(jìn)入泵內(nèi)，能引起離心泵效率下降15%；進(jìn)氣量超過10%，水泵便不能工作。3．葉輪切割渦帶，使葉輪受力不平衡，導(dǎo)致振動(dòng)。4．池內(nèi)漩渦方向的變化，導(dǎo)致Q、H的減小或電機(jī)超載。

漩渦方向與葉輪轉(zhuǎn)向一致：Q、H↓，降底泵的利用率。漩渦方向與葉輪轉(zhuǎn)向相反：N↑，導(dǎo)致超載。5．不良流態(tài)必然導(dǎo)致能量損失的增加。三、不良流態(tài)的危害7四、進(jìn)水池中漩渦產(chǎn)生的原因分析1．進(jìn)水條件

當(dāng)側(cè)向進(jìn)水時(shí)，由于主流偏移，橫向的流速梯度很大，往往導(dǎo)致水面渦的產(chǎn)生；如果池中的流速過高，流經(jīng)喇叭口上層水流在撞到進(jìn)水池后壁或側(cè)墻再向喇叭口收斂時(shí)，就會(huì)形成側(cè)壁渦或后壁渦。當(dāng)前池流態(tài)紊亂，具有漩轉(zhuǎn)動(dòng)量的水流進(jìn)入池中，也容易發(fā)生漩渦。2．平面形狀四、進(jìn)水池中漩渦產(chǎn)生的原因分析83．喇叭口淹深4．懸空高

過小的懸空高易產(chǎn)生附底渦，懸空高從0.3開始減小時(shí)，吸水口下開始出現(xiàn)小渦點(diǎn)，當(dāng)減至0.1時(shí)，附底渦發(fā)生嚴(yán)重，并引起泵的汽蝕、振動(dòng)。5．水泵或進(jìn)水管在進(jìn)水池中的位置6．后壁距7．水泵運(yùn)行工況的影響

立式泵如果在小流量工況下運(yùn)行時(shí)，由于葉輪進(jìn)口處產(chǎn)生回漩的從生流，當(dāng)這種回漩的從生流達(dá)到某一強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)引起附底渦，并可能伸入喇叭口內(nèi)。3．喇叭口淹深9五、進(jìn)水池尺寸的確定1．池寬（sumpwidth）

a．平面形狀的確定

五、進(jìn)水池尺寸的確定10b．池寬B的確定：

假定吸水管管口平面流線為管口的漸開線:

B=πD1

(認(rèn)為水流均由喇叭口以下的水層提供，不符合實(shí)際)池寬影響:泵站土建投資

池內(nèi)的流態(tài)

過大的池寬不僅增加工程量，而且由于整流作用的減弱反而利于漩渦的形成，惡化進(jìn)水條件；池寬過小，由于池內(nèi)流速的增加，亦易形成表面渦或側(cè)壁的附壁渦。B=πD1的尺寸偏大，反而易使池內(nèi)水流產(chǎn)生偏流，并降低裝置效率，試驗(yàn)表明，B=(2~2.5)有較高的裝置效率。

綜合流態(tài)工程量因素，B=(2~3)D1b．池寬B的確定：112．池長(zhǎng)（L）（sumplength）

秒換水系數(shù)法：

hBL1=KQ同時(shí)規(guī)定L≥(4~5)D1。

*注意：池長(zhǎng)、池寬的確定要與上部結(jié)構(gòu)的布置協(xié)調(diào)考慮，防止顧此失彼。2．池長(zhǎng)（L）（sumplength）123．后壁距（T）（backwallclearance）

試驗(yàn)表明，在T很小的情況下，即使進(jìn)水池水位很低，也不會(huì)產(chǎn)生有害漩渦，僅有在兩角產(chǎn)生小的回漩，說明T越小越好，但是，當(dāng)T過小時(shí)，由于流線的急劇彎曲，也會(huì)導(dǎo)致進(jìn)口的流速分布、壓力分布不均勻，同時(shí)，管口緊靠后壁，也會(huì)導(dǎo)致安裝上的不便。

一般取T≤0.5D13．后壁距（T）（backwallclearance134．懸空高（

P）

bottomclearance

假定喇叭口下的過水?dāng)嗝鏋榘肭蛎?，水平向流速分布為雙曲線，則:4．懸空高（P）bottomclearance14

a)國(guó)內(nèi)試驗(yàn)曲線、b)國(guó)外試驗(yàn)曲線

a)國(guó)內(nèi)試驗(yàn)曲線、b)國(guó)外試驗(yàn)曲線15對(duì)立式軸流泵，當(dāng)P/D1＞1.0時(shí)，將造成單面進(jìn)水，水泵效率開始下降。對(duì)立式軸流泵，當(dāng)P/D1＞1.0時(shí)，將造成單面進(jìn)水，水泵效率16泵站設(shè)計(jì)規(guī)范（GB/T50265-97）建議：

喇叭管垂直布置：P=（0.5～0.8）D1

喇叭管傾斜布置：P=（0.８～1.0）D1

喇叭管水平布置：P=（1.0～1.25）D1

*注意：有些河道泥沙較多，容易淤積及板結(jié)，這時(shí)，P應(yīng)考慮適當(dāng)放大。泵站設(shè)計(jì)規(guī)范（GB/T50265-97）建議：175．臨界淹沒深度（criticalsubmergence）

[定義]

不致發(fā)生有害表面渦時(shí)的管口淹深（hs）。

影響因素：a.行近流速與流態(tài)；b.進(jìn)水池邊界尺寸、形狀；c.吸水管形狀與吸水形式；d.波浪。

國(guó)內(nèi)外對(duì)淹深取值的研究很多，但出入很大，最小的為0.8D1。最大的為2.8D1，主要原因?yàn)椋海?）試驗(yàn)條件不同；（2）進(jìn)水池流速模擬的準(zhǔn)則不同：Froude準(zhǔn)則：λv=λ0.5Euler準(zhǔn)則：λv=λ0（3）臨界淹深的定義不一5．臨界淹沒深度（criticalsubmergence）18

hs的確定方法：（1）陜西工業(yè)大學(xué)（2）[日]近騰正道（3）美國(guó)水力學(xué)會(huì)（4）近似估算法綜合：hs=(1.2~1.8)D1

*注意：確定淹深時(shí)，規(guī)劃上給出的▽min沒考慮攔污柵、進(jìn)水閘的損失，因此，在設(shè)計(jì)中，千萬(wàn)要注意，特別是攔污柵損失，有大有小，按損失公式計(jì)算太小，個(gè)別情況攔污柵上下游水位差達(dá)1m以上，甚至更高。江蘇的大型泵站建設(shè)中一般取該損失為0.4m左右，攔污柵損失大小與清污是否及時(shí)關(guān)系很大。hs的確定方法：19六、進(jìn)