虹吸式出水流道水力特性分析与试验验证

为了研究虹吸式出水流道的水力特性，以立式轴流泵装置为基础，采用数值模拟与模型试验相结合的方法。首先，根据泵装置的布置形式和初步设计尺寸，开发了虹吸出水流道参数化设计软件，大大缩短了设计周期。然后，对四种虹吸出口流道方案进行了全流道数值计算，根据计算结果对虹吸出口流道进行了定量分析。最后，将数值模拟结果与模型试验结果进行了比较。数值模拟结果表明，由于叶轮的旋转，虹吸出口流道上升段存在偏流现象。改变驼峰段的断面尺寸对上游和下游的流态有重大影响。下降段极易产生水流分离和漩涡，改善下降段不良流态可显著降低出口流道水力损失。通过对虹吸出口流道三个评价指标的比较，指出了用轴向速度分布均匀性评价虹吸出口流道的不足。模型试验结果表明，数值模拟与模型试验的外部特性结果吻合良好，验证了数值模拟的可靠性。虹吸出口流道立式泵装置的最大效率为78.85%。研究结果可为类似泵装置的设计提供参考