摘要：本文在六门闸排洪泵站初步设计图的基础上对泵站进、出水流道进行了水力优化分析，并将进、出水流道与南水北调TJ04-ZL-07模型转轮组成水泵装置，使用数值模拟方法计算泵装置的内外特性，使用CREO ,ANSYS等软件对其优化设计进行系统的研究分析，主要内容包括：

（1）本研究依据最新竖井贯流泵站研究成果，在原方案的基础上，优化了型线，并就竖井前端型线设计方案1、方案2，共2个方案。方案1与方案2差别在于，方案1竖井前端距水泵叶轮中心远，较为狭长，扩散角度小，方案2竖井前端距水泵叶轮中心较近，扩散角度大。通过在6个流量工况下进行数值模拟计算，结合流速分布均匀度, 平均入流角，水力损失及流道内部流动特性判断得到方案1为最优设计方案

（2）对带泵的出水流道考虑不同扩散角及渐变管长度对流动影响，设计了4个不同方案，同对进水流道的研究，判断得到扩散角较小，渐变管较短的方案4为最优设计方案。 

（3）将最优进水流道方案与带泵的出水流道整体在8个工况点下进行数值模拟计算分析。泵装置的能量性能符合轴流泵的流量扬程变化规律：随着流量增大，扬程下降；效率曲线呈现开口向下的抛物线形状。根据计算结果，当泵叶片安放角度为0°时，泵站在设计流量31.7m3/s下，预测装置扬程为2.96m，接近最大扬程3.0m，此时装置效率为77.89% 

关键词：进水流道；出水流道；泵装置；数值模拟

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摘要

Abstract

1 绪论-5

1.1 研究背景及意义-5

1.2 国内研究现状-5

1.3 本文研究内容-6

1.4 工程概况-6

2 竖井式进水流道的水力优化-8

2.1 确定竖井式进水流道的几何尺寸-8

2.2 进水流道数值模拟结果及分析-11

2.2.1 竖井式进水流道三维造型-11

2.2.2 模型构建与网格划分-12

3  进水流道CFD计算-13

3.1 控制方程-13

3.2 进水流道的计算区域及边界条件-14

3.3流道水力性能评价指标体系-15

3.4 进水流道数值计算结果及分析-16

3.4.1 进水流道出口的优化目标函数值-16

3.4.2 进水流道内部流动特性-16

3.4.3 进水流道数值计算结论及建议-23

4  带泵的出水流道CFD优化计算-24

4.1 水泵段三维造型与网格剖分-24

4.2 边界条件-25

4.3模型建构与网格剖分-25

4.4 带泵的出水流道数值计算结果及分析-28

4.4.1 出水流道水力损失特性-28

4.4.2 出水流道内部流动特性-29

4.4.3 出水流道数值计算结论及建议-31

5 六门闸站水泵装置计算-31

5.1 边界条件设置-34

5.2 泵装置数值计算成果-34

5.2.1 带泵的进水流道特性分析-34

5.2.2 带泵的出水流道特性分析-41

5.2.3 水泵装置内部流动特性-44

5.2.4 泵装置能量特性-49

5.3 泵装置数值计算分析与结论-50

6总结与展望-51

6.1总结-51

6.2今后工作展望-51

致谢-51

参考文献-53