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泵站作为重要的生活基础设施,其安全、可靠、经济的运行日益受到重视。引水渠作为第一个取水环节,其引流流态的利弊决定着工程整体布置,因此引水渠的良好的流态影响制约着泵站的效能。同时在某些地区由于受到地形或水网的限制,两泵站引水渠在相近的同一输水渠内取水,上、下游引水渠相互影响,引水渠的流态可能发生变化。
本文针对侧向取水泵站取水口近水区域的流动特性研究,从物理模型试验和数值模拟出发对泵站的侧向短引渠取水特性影响参数进行均匀度优化。本文的研究的主要内容包括:
(1)总结泵站侧向取水存在的问题,结合前人对侧向取水问题的研究,选择合理的输/引水渠圆弧半径,进一步改善引水渠流速均匀分布,缩短泵站引渠的长度,减少工程的投资。
(2)通过模型试验,确定侧向取水泵站取水口区域流态的影响因素为分流比、宽深比、径深比、输/引水渠宽度比。初步研究在不同影响因素下引水渠各断面流速分布均匀度的变化和取水口下游输水渠各断面流速分布的变化。
(3)建立数学模型,对数学模型的基本方程,边界条件及相关问题进行必要处理,通过物理模型试验及数值计算的对比验证,寻求引水渠侧向取水问题可行、有效、方便的数值模拟方法;
(4)通过数学模型进一步研究分析引水渠侧向取水在影响因素不同情况下对引水渠内和取水口下游流场的影响,并对泵站引水渠影响因素进行分析确定主要影响因素;
(5)以改善引水渠流速分布均匀度为目标,确定主要影响因素的优化关系式,建立双引水渠侧向取水的数学模型,通过引水渠断面流速分布均匀度,探讨双引水渠取水的相互影响因素。