针对泵站来流含沙条件下不同开机组合对进水系统泥沙浓度分布的影响问题,该研究开展了基于欧拉-欧拉算法的大型泵站进水系统固液两相流数值分析.首先,为了定量描述泥沙对流场均匀性的影响,对比分析了清水和浑水情况下进水流场的流速分布均匀度和回流系数,发现质量浓度10 kg/m3且粒径为25μm的泥沙会使进水流场内的同轴漩涡变成沿水深方向更大尺度的螺旋状漩涡,进水池内的回流系数增长20.6％,流速分布均匀度下降8％.其次,通过对不同开机台数和机组组合方式下进水系统内泥沙浓度分布的对比分析,发现前池和进水池两侧边壁附近泥沙浓度最高,与引渠等宽的中心区域泥沙浓度最低,两侧边壁的泥沙浓度随开机台数的减少而增大,边机组不运行会破坏流场的对称性并在边机组与边壁区域形成死水区或漩涡区,增大泥沙浓度;基于开机组合的多工况分析,建立来流速度与流场内泥沙沉积效率的二次多项式模型.最后,开展了泥沙浓度与速度之间的相关性分析,发现泥沙浓度与横向速度平方呈幂函数关系,当泥沙粒径为25μm且质量浓度为10 kg/m3时,进水流场的不淤速度为0.421 m/s,并且不淤速度随开机台数的减少而降低.研究结果可为含沙泵站进水系统防淤措施设计提供依据.

泵站;数值模拟;两相流;泥沙浓度;进水系统;开机组合

中国农业大学水利与土木工程学院,北京 100083;中国农业大学北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心,北京 100083;宁夏回族自治区水利厅,银川 750002

[1]资丹;王本宏;王福军;何春汛;薛塞光-.开机组合对泵站进水系统泥沙浓度分布的影响)[J].农业工程学报,2022(07):59-68

进水系统

开机组合,泥沙浓度,浓度分布,含沙,欧拉算法,大型泵站,固液两相流,流场均匀性,浑水,水情,水流场,流速分布,均匀度,场内,同轴,漩涡,水深,大尺度,螺旋状,进水池,池内,机台,台数,机组组合,组合方式,前池,侧边,边壁,中心区,行会,死水,水区,多工况,工况分析,来流速度,泥沙沉积,沉积效率,二次多项式模型,横向速度,幂函数关系,泥沙粒径,防淤,措施设计

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