双层箱涵式轴流泵装置是对传统“一站四闸”式泵站枢纽方式的改进和优化,箱涵式轴流泵装置因具有结构简单、工程投资小、易于安装检修的特点,在实际工程中得到大量运用。随着箱涵式轴流泵装置在许多双向运行的泵站工程中的应用越来越多,国内外学者对其的研究和应用也越来越多。在箱涵式泵站设计之初,对泵站内部的流态没有进行一定的研究,导致了该类型的泵装置性能受到影响。同时,在试验运行过程中,部分泵装置处于一些工况下,容易在泵装置内部出现漩涡结构,对泵装置的运行效率和稳定运行造成不良的影响,非稳定叶轮进口流态对整个泵站装置的的安全性、稳定性造成一定损害。因此,本文旨在研究双层箱涵式泵装置内部的涡带特性,依据双层箱涵式内部的涡带演变和熵产之间的联系,探究熵产作为优化设计评判目标的可行性,对工程设计和稳定运行着一定的意义。本文采用CFD技术对某泵站箱涵式轴流装置进行数值模拟分析,通过对比不同涡识别方案的适用性和泵装置结构对涡的影响确定最适合该泵装置的涡识别方法,同时研究泵装置各部分对进水流道的涡带结构形式影响。采用雷诺时均RANS方程配合SST紊流模型对箱涵式轴流泵装置进行全流道非定常数值模拟,分析在叶轮旋转一周内不同时刻泵装置的涡带变化。运用熵产理论对箱涵式轴流泵装置各部件在不同工况下的熵产特征进行分析,寻求熵产率和泵装置内部涡带之间的关联性。基于涡识别准则和熵产理论对箱涵式轴流泵装置不同设计方案下的进水流道进行流态、涡量分析,探究不同设计方案下的进水流道涡带演变规律,同时通过对不同设计方案下熵产特征进行对比,进一步探求将熵产作为箱涵式轴流泵装置设计和优化目标的可行性。通过研究发现,各个部件的涡带演变规律均呈现出周期性变化1/6T-2/6T时刻下涡带出现初生演化,2/6T-4/6T时刻各部件的涡带逐步演变至完整形态,可以清晰的看出各个部件内的涡带发展趋势,5/6T-6/6T时刻各部件内的涡带逐步溃灭。箱涵式轴流泵装置各个部件的熵产率和其内部的涡带结构呈较高的关联性,一般有涡带结构的地方就会存在熵产,熵产率较高的部分一般都在涡核附近;进水流道部件随流量增加涡结构发展同时熵产率的大小和范围也增加,而叶轮、导叶、出水流道部件在小流量工况下,涡的形态反而更复杂,熵产率也更高,直至设计工况下才逐步降低。进水流道喇叭管处的涡量主要存在于喇叭口进水通道内的逆水流侧,涡量沿着水流呈对称分布,随着离叶轮距离的增加而越来越小。进水流道中的导水锥能够很好的消除附底涡,随着进水流道B/D的值越来越大,在相同Q的阈值下,进水喇叭管处的涡带结构越来越小,相同断面下的涡量值也逐步减小,而进水导流墩可以有效阻止部分侧壁涡的延伸和发展;进水流道的水力损失和熵产呈现正相关的趋势关系,利用熵产不仅能够定量的评价泵装置及其部件的能量损失大小,还可以更直观的看到各部件区域的涡带的变化形式,为泵装置针对性优化和部件优化提供方向。